Résumé:
Au moins 30% de l’énergie produite par les moteurs à combustion interne est dissipée sous
forme de chaleur dans les gaz d’échappement. L’intérêt des constructeurs pour les systèmes de
récupération de chaleur basés sur le cycle thermodynamique de Rankine est justifié par des
réductions de consommation espérées entre 5 et 10%.
L’ambition de cette thèse est de contribuer à lever les principaux verrous liés à la gestion
des procédés Rankine pour des applications. Ce manuscrit s’appuie sur trois cas d’étude avec,
pour chacun, un procédé pilote destiné à être intégré respectivement sur des à moteur diesel,
sur Diesel-électrique. Pour cela, des approches de l’automatique à base de modèle ont été
développées.
Une nouvelle loi de commande non-linéaire, permettant l’asservissement de la
température et de la pression en sortie d’évaporateur, est proposée. Il est montré
expérimentalement que le système peut être maintenu dans des conditions permettant la
récupération d’énergie sans discontinuer, même sur des cycles routiers très dynamiques.
La supervision énergétique du cycle de Rankine à bord d’un moteur diesel électrogène est
ensuite abordée. Il s’agit de trouver les consignes pour la commande rapprochée qui
permettent de maximiser l’efficacité énergétique d’un moteur diesel électrogène équipé d’un
système de récupération d’énergie par cycle de Rankine. Il est montré que le gain énergétique
apporté par l’optimisation dynamique temps réel proposée est important.
