Bond Graph hybride piloté par événements : Application : système d’énergie renouvelable hybride pour la production et le stockage de l’hydrogène

Abstract

Ce travail de thèse constitue une contribution à la modélisation et au diagnostic des systèmes multi-domaines à commutation (hybrides). Il est appliqué à la supervision des systèmes multi-sources d’énergie propre où l’hydrogène est utilisé comme moyen de stockage. Un tel système associe des composantes énergétiques de nature différente et fait l’objet de commutations produites par la connexion et déconnexion d’un ou plusieurs composants. Ces commutations génèrent différents modes de fonctionnement et sont liées à l’intermittence des sources primaires, aux capacités de stockage et à la disponibilité opérationnelle des ressources matérielles qui constituent le système. La présence de ces commutations engendre une dynamique variable qui est classiquement difficile à exprimer mathématiquement sans exploiter tous les modes. Ces difficultés de modélisation se propagent pour affecter toutes les tâches dépendantes du modèle comme le diagnostic et la gestion de modes de fonctionnement. Pour résoudre ces problématiques, un nouvel outil, Bond Graph Hybride piloté par événements, a été développé. Entièrement graphique, ce formalisme permet une modélisation interdisciplinaire globale du système. En séparant la dynamique continue gérée par le Bond Graph Hybride des états discrets modélisés par un automate intégré, l’approche proposée simplifie la gestion des modes de fonctionnement. Le modèle issu de cette méthodologie est également bien adapté au diagnostic robuste, réalisable sans recourir aux équations analytiques. Associée au diagnostic robuste, cette gestion des modes permet l’implémentation de stratégies de reconfiguration et de protection en présence de défaillances.