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Étude et développement d'un modèle numérique pour la simulation de l'hybridation pneumatique du moteur diesel à l'aide d'un moteur électrique

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Ayadi, Sami (2020). Étude et développement d'un modèle numérique pour la simulation de l'hybridation pneumatique du moteur diesel à l'aide d'un moteur électrique. Mémoire. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Département de mathématiques, informatique et génie, 125 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: La production de l'énergie électrique dans les collectivités éloignées représente un défi technologique qui doit tenir compte des exigences environnementales en termes d'émissions des GES et des coûts de la production tout en assurant une continuité d'approvisionnement énergétique des consommateurs. Parmi les ressources utilisées dans ces zones, on trouve les énergies renouvelables et les générateurs Diesel. Ces derniers fonctionnent souvent en faible charge caractérisée par de mauvaises performances et des coûts d'exploitation et de production élevée. Le but de ce mémoire est l'étude et le développement d'un modèle numérique pour la simulation d'hybridation pneumatique. Les résultats obtenus peuvent être exploités afin d'améliorer le fonctionnement des générateurs Diesel et d'augmenter le taux de pénétration des énergies renouvelables dans le système énergétique des collectivités éloignées. Pour cette raison, nous avons organisé notre travail en quatre phases principales. La première est une revue de la littérature qui s'est intéressée en premier lieu aux fonctionnements du moteur Diesel puis à l'hybridation pneumatique et ses différentes technologies récentes. Dans la deuxième phase, nous avons étudié la suralimentation traditionnelle dans le but de tirer ses avantages et ses inconvénients. Quant à la troisième étape, nous avons étudié deux configurations d'hybridation par assistance électrique pour choisir la meilleure d'entre elles. Enfin, nous avons développé notre modèle d'hybridation pneumatique par l'utilisation d'un moteur électrique sur un moteur Diesel de cylindrée 3.1 litres. Les résultats ont montré des améliorations de la puissance et du couple du moteur ainsi qu'une diminution significative de la consommation du carburant. L'intégration de cette technique dans le système énergétique des collectivités éloignées permet de réduire la consommation globale de l'énergie. L'énergie nécessaire pour le fonctionnement du turbocompresseur électrique vient de l'excès de l'électricité, souvent dissipée, qui est stockée au préalable dans des batteries à décharge profondes. -- Mot(s) clé(s) en français : moteur Diesel, hybridation pneumatique, turbocompresseur électrique, modélisation1D, performances, charges faibles. -- ABSTRACT: The production of electrical energy in remote communities represents a technological challenge in that it must take into consideration the environmental requirements in terms of GHG emissions and production costs while ensuring continuity of energy supply to consumers. Renewable energies and Diesel generators are among the resources used in these areas. However, they often operate at low load with poor performance and high operating and production costs. The aim of this dissertation is the study and development of a numerical model for the simulation of pneumatic hybridization. The desired results can be used to improve the operation of Diesel generators and increase the penetration rate of renewable energies into the energy systems of remote communities. For this reason, we have divided our work into four main phases. The first one is a review of the literature, which covered primarily the operation of the Diesel engine then the pneumatic hybridization and its various technologies. In the second phase, we studied traditional supercharging in an attempt to derive its advantages and disadvantages. As for the third phase, we scrutinized two configurations of power assisted hybridization in order to choose the best among them. Finally, we developed our pneumatic hybridization model using an electric motor on a 3.1 liter Diesel displacement engine.The results showed improvements in engine power and torque as well as a significant decrease in fuel consumption. Incorporating this technique into the energy system of remote communities reduces overall energy consumption. It should be noted that the necessary energy for the operation of the electric turbocharger comes from excess electricity, often dissipated, that is stored beforehand in deep cycle batteries. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Diesel engine, pneumatic hybridization, electric turbocharger ,1D modeling, performances, low loads.

Type de document : Thèse ou Mémoire (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse : Ilinca, Adrian
Information complémentaire : Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en ingénierie en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences appliquées (M.Sc.A.).
Mots-clés : Moteurs diesel Turbocompresseurs Modèles mathématiques Hybridation pneumatique Turbocompresseurs électriques Simulation
Départements et unités départementales : Département de mathématiques, informatique et génie > Génie
Déposé par : DIUQAR UQAR
Date de dépôt : 16 août 2021 15:16
Dernière modification : 04 oct. 2021 17:28
URI : http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1823

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