INSTITUT POLYTECHNIQUE DE GRENOBLE ... - Laboratoire TIMA

TABLE DES MATIÈRES3.2 Les méthodes de récupération d’énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.2.1 Synthèse des sources d’énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343.2.2 Energie solaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.2.3 Variation de la température . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363.2.4 Vibrations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373.2.5 Comparaison entre les trois types de microgénérateurs résonants . . . . . . . 423.3 Modélisation des microgénérateurs piézoélectriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443.3.1 Modèle unidimensionnel d’un résonateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443.3.2 Modèle structurel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483.3.3 Modèle à trois dimensions du microgénérateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694 Systèmes de stockage d’énergie 714.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734.2 Les différentes méthodes de stockage d’énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734.3 Caractéristiques d’une batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754.3.1 Principe de fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 764.3.2 Effets non linéaires au sein d’une batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784.4 Choix des technologies utilisées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 794.4.1 Les batteries nickel métal hydrure NiCd et NiMH . . . . . . . . . . . . . . . . 804.4.2 Les batteries Li-Ion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814.4.3 Comparaison entre les différentes technologies de batteries . . . . . . . . . . . 824.5 Les différents modèles de batteries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824.5.1 Les modèles électrochimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834.5.2 Les modèles analytiques ou empiriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 844.5.3 Les modèles stochastiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 854.5.4 Les modèles cinétiques (KiBaM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 864.5.5 Les modèles mixtes stochastiques analytiques (KiBaM modifié) . . . . . . . . 884.5.6 Les modèles électriques équivalents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894.6 Modèle électrique évolué de la batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934.7 Implémentation VHDL-AMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954.8 Les différents blocs constituant la batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984.8.1 Tension à circuit ouvert de la batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984.8.2 Chute de tension instantanée au sein la batterie suite à une impulsion, modéliséepar une résistance en série . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 994.8.3 Capacité de la batterie et influence de la température . . . . . . . . . . . . . 1004.8.4 Temps de réponse court et long de la batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1024.9 Résultats de simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1034.9.1 Charge et décharge à courant constant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1034.9.2 Charge et décharge avec train d’impulsions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1034.9.3 Etude de l’influence de la température . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1044.10 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1055 Systèmes de gestion d’énergie 1115.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1125.2 Les convertisseurs AC-DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1125.2.1 Pont de Graëtz et microgénérateur piézoélectrique . . . . . . . . . . . . . . . 1135.2.2 Modèle d’une diode en VHDL-AMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115iv