Composition dynamique de modelés de simulation multicritère de chaîne de propulsion navale hybride pour unité maritime de faible tonnage à fort appel de puissance

Modeled dynamic composition Multi simulation of hybrid marine propulsion chain for maritime unit low tonnage high power demand

• Auteur / Autrice : Nacera Bennabi
• Direction : Jean-Yves Billard, Jean-Frédéric Charpentier, Hocine Menana
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie électrique
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IRENAV - Institut de Recherche de l'Ecole Navale

Mots clés

Mots clés libres

Chaine de propulsion hybride

Modélisation et simulation

Propulsion électrique

Dimensionnement et optimisation

Hybrid propulsion chain

Electric propulsion

Dimensioning and optimization

Modeling and simulation

Résumé

La réduction de la consommation en carburant et des émissions de polluants est l'un des principaux objectifs de conception des nouvelles générations de navires. Dans cette perspective, l'électrification et l'hybridation des chaînes de propulsion sont certainement des solutions efficaces pour le développement de navires respectueux de l'environnement. Dans ce contexte, le travail de recherche présenté dans cette thèse a pour objectif de contribuer à l’amélioration de l'efficacité énergétique du transport maritime et fluvial, en mettant l'accent sur les unités à faible tonnage dont les missions sont caractérisées par de faibles temps de navigation et de forts appels de puissance. En effet, l’intégration de nouvelles architectures propulsives dans ces architectures présentent un réel défi technique. Un environnement de simulation d’un bac permettant une analyse multicritère de différentes architectures propulsives a été développé et implémenté sous Matlab/Simulink. Des mesures expérimentales ont permis de valider les modèles dans la limite des hypothèses simplificatrices considérées. Le simulateur a été ensuite exploité pour l’étude technico-économique de l’électrification de la chaîne de propulsion de Seine-Maritime.

Reducing fuel consumption and pollutant emissions is one of the key design goals for next generation ships. In this perspective, the electrification and hybridization of propulsion chains are effective solutions for the development of environmentally friendly vessels. In this context, the research work presented in this thesis aims to contribute to the improvement of the energy efficiency of maritime and river transportation, with a focus on short tonnage units whose missions are characterized by low navigation times and strong power calls. Indeed, the integration of new propulsive architectures presents a real technical challenge. A simulation environment allowing a multicriteria analysis of different propulsive architectures has been developed and implemented on Matlab/Simulink. The models have been validated with experimental measurements within the limits of the simplifying hypotheses considered. The simulator was then used for the technical-economic study of the electrification of the propulsion chain of a Seine-Maritime ferry.