Contexte & Enjeux
Dans un contexte où l'efficacité énergétique et la réduction des émissions sont des priorités majeures, Global Power Impact développe des solutions de groupes électrogènes hybrides combinant générateur thermique et stockage par batteries pour optimiser la consommation de carburant et réduire l'empreinte environnementale.
L'enjeu principal du stage était de concevoir une architecture logicielle complète pour gérer intelligemment l'énergie dans ces systèmes hybrides, en développant à la fois des outils d'aide au dimensionnement et des algorithmes de gestion temps réel capables de s'adapter aux variations de charge et aux contraintes d'autonomie.
Objectifs du Stage
Conception de l'architecture logicielle
Définir une architecture modulaire et évolutive pour le système de gestion d'énergie
Développement d'un outil de dimensionnement
Créer une interface graphique sous MATLAB App Designer pour aider au choix des composants
Implémentation d'algorithmes de gestion d'énergie
Développer sous SIMULINK des stratégies de gestion intelligente avec génération de code C
Validation et tests
Valider les algorithmes sur différents scénarios de charge et conditions d'utilisation
Solution & Méthode
Architecture Système
Le système hybride développé intègre trois composants principaux : un générateur diesel, un pack de batteries lithium-ion, et un système de contrôle-commande gérant les flux d'énergie entre ces sources en fonction de la demande.
Schéma d'Architecture du Système
Architecture du système hybride : 1-Générateur diesel, 2-Batteries, 3-Convertisseurs, 4-Contrôleur central, 5-Système de gestion, 6-Interface utilisateur, 7-Monitoring
Méthodologie de Développement
Phase 1 : Analyse
Étude du besoin, analyse fonctionnelle, spécifications techniques
Phase 2 : Conception
Modélisation SIMULINK, développement App Designer, architecture logicielle
Phase 3 : Implémentation
Codage des algorithmes, génération de code C, intégration
Phase 4 : Validation
Tests sur scénarios réels, optimisation, documentation
Réalisations & Livrables
Développement Logiciel
- Outil de dimensionnement interactif (MATLAB App Designer)
- Modèles SIMULINK des composants du système
- Algorithmes de gestion d'énergie avec stratégies multiples
- Génération automatique de code C embarquable
Documentation & Tests
- Documentation technique complète
- Guide utilisateur de l'outil de dimensionnement
- Scénarios de test et validation
- Rapport de stage technique détaillé
Interface de l'Outil de Dimensionnement
Application développée avec MATLAB App Designer permettant le dimensionnement optimal des systèmes hybrides. L'interface intègre des graphiques de production solaire, des courbes de charge, et des calculs automatiques de dimensionnement de batteries avec visualisation en temps réel des performances.
Dashboard de dimensionnement : Production solaire annuelle (8413.66 kWh), courbes de charge, état de charge batterie, et paramètres techniques optimisés
Fonctionnalités clés : Calcul automatique du dimensionnement, visualisation graphique des performances, analyse de la production solaire mensuelle, optimisation du coût total (10883.05 EUR), et simulation de l'état de charge sur 160 heures.
Validation & Tests
Scénarios de Test
Charge variable
Profils de consommation dynamiques
États de charge
Différents niveaux de batterie
Durée longue
Tests sur 24h continues
Critères de Validation
- Optimisation de la consommation : Réduction mesurable de la consommation de carburant par rapport au générateur seul
- Fiabilité du système : Aucune interruption de service durant les tests
- Performance du code généré : Temps de réponse < 100ms pour les décisions de gestion
- Préservation des batteries : Respect des cycles de charge/décharge optimaux
Résultats & Apports
- Outil de dimensionnement opérationnel permettant de calculer la configuration optimale en fonction du cahier des charges
- Algorithmes de gestion validés sur différents profils de charge et scénarios d'utilisation
- Code C généré et testé, prêt pour intégration dans le système embarqué final
- Documentation complète facilitant la maintenance et les évolutions futures
Ce que j'ai appris
Compétences techniques
Maîtrise approfondie de MATLAB/Simulink, génération de code, optimisation énergétique
Méthodologie projet
Démarche V&V, tests système, documentation technique professionnelle
Travail en entreprise
Communication avec équipes multidisciplinaires, contraintes industrielles réelles
Outils & Technologies
Développement
Domaines
Compétences Démontrées
- Capacité à mener un projet technique complet de l'analyse du besoin jusqu'à la livraison de solutions opérationnelles
- Maîtrise des outils de modélisation et simulation pour résoudre des problématiques d'optimisation complexes
- Rigueur dans la démarche de validation avec tests systématiques et documentation professionnelle
- Capacité d'adaptation aux contraintes industrielles et aux exigences d'un environnement professionnel