Soutenance de thèse de Saulo López Fregoso

Cette thèse porte sur la commande robuste des électrolyseurs alcalins embarqués afin d'améliorer les performances et de réduire l'impact environnemental des moteurs thermiques à allumage commandé.

Menée dans le cadre d'une collaboration industrielle, cette recherche vise à pallier les limitations des systèmes hydrogène embarqués actuels, notamment l'absence de commande en boucle fermée et leur sensibilité aux aléas opérationnels.

L'étude présente un cadre méthodologique complet, allant de la modélisation théorique à la validation expérimentale.

Premièrement, un modèle "boîte grise'' orienté commande a été élaboré pour capturer la dynamique électrochimique et thermique couplée du système. Sur la base de cette représentation, deux architectures de commande robustes, la commande active de rejet des perturbations (ADRC) et la commande basée sur un observateur de perturbations (DOBC), ont été conçues pour assurer un suivi précis du courant et le rejet des perturbations.

Deuxièmement, une contribution majeure de ce travail réside dans le développement d'un banc d'essai  spécialisé, mis à niveau pour permettre l'injection de gaz séparée et une surveillance complète des signaux. Ce dispositif expérimental a permis d'établir une correspondance précise entre les points de fonctionnement du moteur (régime/ouverture des gaz) et le débit d'injection d'hydrogène optimal, servant de référence pour la boucle de commande.

Enfin, la validation en temps réel a démontré que les stratégies en boucle fermée proposées surpassent significativement les méthodes traditionnelles en boucle ouverte. Le système a stabilisé avec succès la production d'hydrogène pendant les régimes transitoires, conduisant à une amélioration substantielle des performances environnementales du moteur. Les résultats ont montré une réduction des émissions de NOx de 50 à 200 ppm et une diminution constante des hydrocarbures imbrûlés (HC) d'une quantité équivalente, prouvant ainsi l'efficacité de ces stratégies, viabilité d'une production d'hydrogène embarquée et rigoureusement contrôlée pour la décarbonation du secteur automobile.

Rapporteurs:

• Mme. Lydie NOUVELIÈRE, Professeure des Universités, Laboratoire LASPI, Télécom Saint-Etienne, Université Jean Monnet, France
• M. Guillaume COLIN, Professeur des Universités, PRISME/ECM-Polytech Orléans, France

Examinateurs:

• M. Abdelhamid RABHI, Professeur des Universités, Laboratoire MIS - UFR des sciences, Université de Picardie Jules Verne, France

Directeur de thèse:

• M. Jimmy LAUBER, Professeur des Universités, Université Polytechnique Hauts-de-France, INSA Hauts-de-France , France

Co-Encadrant:

• M. Denis BERDJAG, Maître de Conférences, Université Polytechnique Hauts-de-France, France