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Hydraulique industrielle PROJET 2020/2021 Intégration d’un système hybride hydr

Hydraulique industrielle PROJET 2020/2021 Intégration d’un système hybride hydraulique dans d’un camion de collecte de déchets 1_ Présentation Pour satisfaire les nouvelles contraintes liées au développement durable, les constructeurs de camions se sont mobilisés autour de la recherche de nouveaux prototypes de véhicules économes (moins consommateurs d’énergie) et propres (moins de rejets de polluants) tels que les véhicules hybrides. Un véhicule hybride peut être défini comme un véhicule comprenant au moins deux systèmes différents de conversion et de stockage de l'énergie pour la propulsion du véhicule. Cinq architectures hybrides différentes sont possibles : o un système hybride électrique en parallèle ; o un système hybride électrique en série ; o un système hybride hydraulique en parallèle ; o un système hybride hydraulique en parallèle à pression assistée ; o un système hybride hydraulique en série. Les économies de carburant produit par une technologie hybride sont basées sur les principes suivants [1] :  L'énergie normalement dissipée au freinage peut être emmagasinée puis réutilisée par la suite pour effectuer un travail.  La source principale de propulsion peut être découplée par rapport aux variations de charge de la route. Ceci permet de réduire la taille de cette source de propulsion en plus de l'utiliser à des plages de puissances plus efficaces.  Les accessoires du véhicule peuvent fonctionner à des plages de vitesses différentes de celles de la source principale de propulsion. Ceci a comme effet de les utiliser de façon plus efficace dans le but de réduire leur consommation d'énergie. 2_ Cahier des charges L’objectif de ce projet est de développer un système hybride hydraulique destiné aux camions à ordures. Le camion poubelle qui nous intéresse a les caractéristiques suivantes : o Masse à vide : 2250 kg ; o Masse charge pleine : 3500 kg ; o Surface frontale (A) : 7 m²; o Coefficient de résistance a l’air (Ca ) :0.8 o Coefficient de frottement des roues (Cr ) : 0.015 ; o Rendement de la transmission : 72 %; Le dimensionnement d'un tel système nécessite une attention particulière au cycle de fonctionnement du véhicule sur lequel il sera installé. Pour un camion poubelle, le cycle lors du fonctionnement est très spécifique, comportant de nombreux arrêts, des phases d’accélération et de décélération de courte durée…. La figure 1 montre un exemple du profile de la vitesse obtenu lors d’une tournée ‘Turnaround’ de collecte de déchets. Dans cette figure on distingue 3 modes de fonctionnement : 1. Mode transfert initial : le camion poubelle part de la base vide, il roule à une vitesse de convoyage jusqu’à la première maison 2. Mode collecte : le camion ramasse la première poubelle pendant un certain temps de ramassage, le poids du camion augmente en fonction du poids de la poubelle. Si le camion n’est pas plein, il se dirige vers une autre maison et recommence l’étape numéro 2 jusqu’à ce qu’il soit plein. 3. Mode transfert final : le camion est plein, il repart à la base. Figure 1 : Profil de vitesse représentatif d'un camion poubelle [1] Il est nécessaire, donc, de mener une campagne de mesure sur les camions de poubelles pendant leurs tournées afin de récupérer plusieurs cycles de fonctionnement représentatifs. Ces cycles sont ensuite analysés statistiquement afin de déterminer les distributions statistiques de plusieurs paramètres [2]:  Distance de convoyage : la distance entre la base et la première maison de ramassage (2000 m jusqu’à 5000 m);  Vitesse de convoyage : la vitesse du camion pendant la distance de convoyage (20 km h-1 jusqu’à 50 km h-1)  Vitesse de travail : la vitesse à laquelle roule le camion entre deux ramassages 10 kmh-1 jusqu’à 15 km h-1);  Distance de travail : distance entre deux maisons (28m jusqu’à 66 m);  Temps de ramassage : temps mis pour ramasser une poubelle lorsque le camion est à l’arrêt (35 s to 50 s),  Poids d’une poubelle (12 kg to 28 kg);  Pente de la route (-8% to 8%). Tous ces paramètres changent le long de la tournée du véhicule. Pour des raisons de simplification on suppose que leurs variations décrivent des lois normales exprimées par la densité de probabilité : Est la moyenne Est l’écart type 3_ Rendus 1- Justification du choix de la technologie hydraulique vis-à-vis de la technologie électrique. 2- Élaboration d’un programme sur Matlab® qui permet de générer les paramètres de fonctionnement lors d’une tournée. 3- Analyse architecturale et choix d’une architecture pour le système hydraulique. 4- Choix et dimensionnement du circuit hydraulique. 5- Modélisation et simulation du véhicule hybride sur Simscape Fluids™ (anciennement SimHydraulics®) . 4_ Bibliographie [1] Arsenault, D. (2008). Optimisation d'un système hybride innovateur pour camion à ordures (Doctoral dissertation, École de technologie supérieure). [2] Ravey, A. (2012). Conception et gestion de l'énergie des architectures pour véhicules hybrides électriques (Doctoral dissertation, Université de Technologie de Belfort- Montbeliard). uploads/Ingenierie_Lourd/ hydraulique-projet-2021.pdf