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Des laboratoires dotés de ressources technologiques pour concrétiser des projets autour de la mobilité propre et intelligente

En vue de renforcer ses partenariats industriels et de consolider le lien recherche-formation, l’ESTACA investit régulièrement dans de nouveaux moyens expérimentaux et de simulation numérique autour de la mobilité propre et intelligente.

Des plateformes et des bancs expérimentaux modulaires, sont ainsi conçus et réalisés au sein des équipes de recherche. Ils sont utilisés dans le cadre de projets industriels et collaboratifs menés par les enseignant-chercheurs, doctorants et post-doctorants; ils permettent d’appuyer le développement des thématiques et ils sont également valorisés dans la formation.

Qualité de l’air (ESTACA Paris- Saclay)

Plateforme Souffleries

  • Caractérisation des écoulements et de l'aérodynamique d'objets :
  • Soufflerie subsonique de caractéristiques : - Veine de 600mm x 600mm x 1500mm, vitesse 0-40m/s
  • Soufflerie (Umax = 40 m/s, taux de turbulence à vide < 1%)
  • LDV : Système LASER pour mesures des vitesses (moyennes et fluctuantes) dans la soufflerie, caractérisation de la dynamique des écoulements (champs moyens et turbulents)
  • PIV : caractérisation 2D des champs de vitesse. Ses caractéristiques Soufflerie subsonique de caractéristiques : Veine de 600mm x 600mm x 1500mm, Vitesse 0-40m/s, Laser Dual 66-15, 2x65 mJ 15Hz Classe 4, - Camera Flow sense EO 4M-32 30 Hz 4 MPx, Générateur de Fumée 195 SG D, Débit ajustable 15 à 130 ml/mn.
  • Balance : mesures forces (portance/traînée : 8 daN) et moment de portance (1 daN.m)

Plateforme formation Nouvelles Energies et Environnement

  • Banc Atomisation + LDV : Banc atomisation de pression d'injection 6 bars & mesure de champs de vitesse 2D LDV par laser 5W Classe 3R
  • Banc Echangeurs de chaleur : échangeur eau/eau monotube et multitube de débit jusqu’à 1000L/h, température de chauffe jusqu’à 60°
  • Banc Refroidissement moteur + Caméra thermique : température de chauffe >110°, Caméra thermique : type FLIR A320 de 320 × 240 pixels à une fréquence jusqu'à 8 Hz
  • Banc Machine Thermique : pression de fonctionnement jusqu’à 2,5bars, débit d'eau 30 g/s
  • Banc Diaphragme/Fil chaud : vitesse soufflante 65 m/s

Plateforme thermique : Conditionnement en température d'un objet ou d'une expérience

Plateforme mesure & caractérisation en qualité de l'air

  • Banc Blow-by : Banc de mesure de l'efficacité de filtration de systèmes d'épuration de brouillards d'huile. Banc équipé de générateurs de brouillard d'huile Palas, et d'un granulomètre optique Welas.
  • Banc Filtration : Banc de mesure de l'efficacité de filtration grand débit (100 m3/h). Soufflante 10 kW en triphasé. Equipé d'un disperseur de poudre, et d'un impacteur en cascade basse pression detype ELPI Plus
  • Banc Thermophorèse : Banc de caractérisation des vitesses de dérive thermophorétique. Equipé d'un générateur de suies CAST, d'un SMPS et d'un CPMA
  • Analyseur Andersen : Impacteur en cascade type Andersen, équipé d'une pompe à vide, et d'un asservissement en débit (28,3 l/min)

Structures Composites Fonctionnelles (ESTACA Campus ouest)

Analyseur d'humidité CarlFisher

Le titrage Karl Fischer est une méthode de détermination du taux d’humidité spécifique pour l’eau. Elle convient pour les échantillons ayant un taux élevé d’humidité (titrimétrie) et aussi pour ceux contenant une quantité d’eau dans la gamme des ppm (coulométrie). Développée à l’origine pour les liquides non aqueux, on peut l’utiliser également pour les solides solubles ou si l’eau contenue peut être éliminée par chauffage dans un gaz ou par extraction.

Machine de fatigue INSTRON E3000 (3kN) 

Machine de fatigue et d’essai dynamique 3000 Newton, Capacité en fatigue: ±3000 N (±675 lbf), Course linéaire : 60 mm (2.36 in), Ouverture (maxi) : 855 mm, Enceinte climatique (-100 à 350°C)

Machine INSTRON 3369 (50kN) 

Machine d'essais pour chargement quasi-statique (1 à 500 mm/min) sur éprouvettes, Traction, compression et flexion en chargement monotone ou cyclage. Instrumentation avec deux extensomètres (longitudinal et transverse) pour mesure de déformations sur éprouvettes de traction.

Machine de Fatigue INSTRON 8801 (100kN)

100 kN course : +/- 75 mm avec enceinte thermique équipée d’un capteur de force Dynacell +/-100kN, intégrant un accéléromètre pour la compensation des effets d’inertie. Logiciel d’Application WaveMatrix pour Machines Instron 8800, Electropuls et Rétrofits Extend 8800.

Machine INSTRON 5884 (150kN)

Machine d'essais en chargement quasi-Statique (1 à 700 mm/min) sur matériaux et structures, sollicitation en traction /compression, flexion sur structures. Essais normalisés sur éprouvettes matériaux composite (ITRII, 3 rails, ...), Couplage avec systèmes d'acquisition déportés (suivi par émission acoustique, jauges déformation, corrélation d'images), Poids : 952 kg (2100 lb)

DMA 50

Analyseur Mécanique Dynamique pour la caractérisation les propriétés viscoélastiques des matériaux polymères, élastomères et composites (-150°C<t<500°c, 10%<taux=humidité<85) %

Microscope numérique VHX-6000 (sté KEYENCE) 

Microscope développé pour des applications mécaniques avec possibilité de fort grossissement (*1000 voir plus), Acquisition d’images en balayage avec mise au point automatique permettant des observations sur surfaces représentatives d’un grand nombre d’architectures de matériaux ou de structures. Possibilité d’observation in situ en cours d’essai par utilisation de lentille de grossissement de façon déporté (sortie en vidéo). Nombreuses possibilités de post-traitement des images par analyse, mesure et méthode de comptage.

Plateforme caractérisations structures

Vérins hydrauliques de grande capacité 80 et 300 KN avec des vitesses atteignant les 15 m/s

Plateforme impacts

Tour de chute : Capacité de 10 à 4000 joules, hauteur de chute : 4 mètres maxi, masse mobile de 8 à 100 Kg, vitesse de chute jusqu’à 10 m.s-1

Plateforme conditionnement

  • Enceinte climatique CLIMATS : Plage de température -70°C à +180°C, vitesse moyenne de variation de la température selon la norme IEC 60068-3-5, de -70°C à +180°C 7°C/min, de +180°C à -70°C 3.2°C/min, stabilité de régulation de la température de ±1°C à ±0.3°C, homogénéité selon la norme IEC 60068-3-5 de ±0.5°C à ±1.8°C, dissipation admissible à +20°C 1500 W, plage d’humidité relative 10% à 98% de +10°C à +90°C, limitée par un point de rosée à +6°C.
  • Bain eau (memmert / labnet) : Conditionnement en humidité et température d'éprouvettes
  • Enceinte thermique memmert : Conditionnement température d'éprouvettes.

Plateforme corrélation d'images

  • Caméras rapides : 5400 images/ seconde plein Format : 1024x1000 pixels, sensibilité iso s sat: 13 000 n&b & 5000 couleur, pixel de 20 μm x 20 μm, soit une resolution de 25 pl /mm, 25 000 images/seconde : 512x512 pixels, trigger sur changement image video / roi + mode rafale 675 000 images/seconde en format partiel
  • Mesure sans contact de la déformation VIC 3D : Logiciel : VIC-3D est développé pour le système d'exploitation Windows 64-bit : La mesure par corrélation d’images qui nous donne la totalité du champ de déformation et la déformée opérationnelle et ce sur des phénomènes stationnaires et transitoires (choc). Caméras pour la corrélation d'images

Plateforme CND

  • Emission acoustique : Caractérisation des mécanismes d'endommagement et de ruptures dans les matériaux
  • Banc CND US : Cuve C-SCAN 3 axes EPA, transmission + réflexion, pilotage automatique, transducteurs 5MHz, taille de l’échantillon : 600mm x 450mm

Plateforme analyse modale

  • Pot 22kN avec table vibrante : Pot vibrant de caractéristiques :Fréquences : 5Hz->3kHz, déplacement max (pk-pk) : 50mm, force en sinus (peak) : 22.2 kN, accélération max (Sinus peak) : 60g, force en random (rms) : 22.2kN, accélération (random rms) : 50g, vitesse (sine peak) : 2 m/s. Il permet la caractérisation de la résistance aux vibrations du matériel ou des pièces mécaniques embarquées. Il permet également de caractériser le comportement vibratoire des structures et des systèmes pour en optimiser le fonctionnement et l’intégration.
  • Pot vibrant - Analyse modale :

Pot 500N, fréquences : 5Hz->7.5kHz, déplacement max (pk-pk) : 19mm, force en sinus (peak) : 489 N, acceleration max (Sine peak) : 117g, force en random (rms) : 294 N, vitesse (sine peak) : 2.5 m/s

Pot 100N, fréquences : 5Hz->9kHz, déplacement max (pk-pk) : 17.6mm, force en sinus (peak) : 196 N, acceleration max (Sine peak) : 50g, force en random (rms) : 89 N, vitesse (sine peak) : 1.78 m/s

  • Vibromètre laser à balayage : Analyse du comportement vibratoire sans contact, fiabilité des systèmes mécatroniques embarqués, étude vibratoire des machines tournantes, tenue vibratoire des composants électroniques.

Plateforme usinage

  • Perceuse à colonne
  • Touret à meuler
  • Mini fraiseuse taraudeuse
  • Four NABERTHERM
  • Centre d’usinage Charly 2U
  • Scie à chantourner

Systèmes et Energies Embarqués pour les transports (ESTACA Paris Saclay)

Plateforme véhicule électrique Twizy

Véhicule autonome et modulable avec une source hybride (batterie et pile à combustible) sert pour tester et valider les travaux de recherche notamment sur les aspects gestion d’énergie et de contrôle/commande du véhicule autonome ainsi que des travaux en interpole sur la gestion intelligente de la qualité de l’air habitacle.

Banc à moyeux

Il permet de réaliser des tests véhicules au laboratoire avec différents profils de missions.

Banc de source d’énergie hybride

Il est composé d’une pile à combustible, une batterie, des super condensateurs, des panneaux photovoltaïques, une charge active et des convertisseurs électroniques de puissance multicellulaires. Ce banc permet le développement et la validation de nouvelles architectures hybrides et des stratégies de gestion d’énergie pour des applications de transport (véhicule et station de recharge).

Plateforme actionneurs électriques

Elle est composée de différentes technologies de machines électriques (synchrone, asynchrone et à reluctance variable) et système de commande temps réel (Dspace). Elle permet, de valider des lois de commande tolérante aux fautes, commande sans capteurs et le diagnostic des défauts électrique et mécanique.

Simulateur de vol

Il permet de valider des stratégies de contrôle robustes et de planification de trajectoire.

Plateforme drone indoor

Elle est utilisée pour validation de lois de commande, diagnostic, planification et navigation.

Banc hélicoptères à échelle réduite

Il est composé d’hélicoptères (3DDL et 2DDL) pour la validation de lois de commande robustes.

Systèmes et Energies Embarqués pour les transports (ESTACA Campus Ouest)

Plateforme de caractérisation des systèmes de stockage d’énergie

Elle est composée d’un banc de cyclage de cellules et d’un banc de cyclage des Packs de stockage. Elle permet la caractérisation des systèmes de stockage d’énergie (Batterie, Supercondensateur, Pile à combustible, cellules photovoltaïques) sous contraintes électriques et thermiques, le développement de modèles de comportement et l’étude du vieillissement de ces systèmes.

Plateforme émulateurs des sources d’énergie embarquées avec des structures spécifiques de convertisseurs électronique de puissance

Elle permet la validation des méthodes de gestion pour des sources hybrides, la mise en place des architectures spéciales de convertisseurs électroniques de puissance (multiniveau, Matriciel, Z sources,…) pour des puissances entre 2 et 40kW. Une pile à combustible (1.2 kW) avec son générateur d'hydrogène est également associée à cette plateforme.

Banc chaine de traction électrique TM4 (GMP électrique 40 kW)

Il est utilisé pour le développement des méthodes de pilotage et de gestion d’énergie des véhicules électriques.

Plateforme émulateurs/chaines d’actionnement électriques avec différentes machines électriques (synchrone, asynchrone et à reluctance variable) et des charges actives et passives

Cette plateforme permet l’émulation des chaines de traction véhicule électrique avec des approches HIL/SIL et cosimulation temps réel Matlab-Simulink/AMESim.

Banc tricycle électrique équipé d'un système d'assistance électrique série et des supercondensateurs

Banc moteur piezoelectrique avec charge active

Il est utilisé pour valider des commandes avancées en mode normal et en mode dégradé (cas des dérives thermiques).

Plateforme drones

Elle est composée de 2 drones type Quadrotor et des nano-drones de CrazyFlie. Elle permet l’étude et la validation des lois de commandes, gestion d'énergie, self-driving, collaboration un essaim de drones, intégration capteurs.

Banc Volant à retour d'effort

Il est composé d’un volant de direction d'une voiture et d’un émulateur des efforts aux roues. Il permet de tester et valider des architectures systèmes embarqués et des algorithmes de conduite autonome.

Banc émulateur véhicule HIL

Emulateur du comportement d'un véhicule dans des condition réelles d’utilisation (Banc HIL) avec des cartes dSpace et carte CAN.

Banc Mobicar et maquettes à échelle réduite d'un véhicule autonome

Ils sont utilisés pour la validation des méthodes de conduite autonome de véhicules électriques.

 

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