lélectricité est-elle le vecteur énergie de lavenir pour la santé publique ? marcel jufer epfl...
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L’électricité est-elle le vecteur énergie de l’avenir pour la
santé publique ?
Marcel Jufer EPFL
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE
Electricité - vecteur
Production
Transport
Communication, information, contrôle
Energie
Stockage
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE
F F
u
E
Système électrostatique
u
B
F
Système électromagnétique
++ - - +
p
F
Système hydropneumatique
Conversion en travail
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE
Réversibilité
Electromécanique : générateur –
moteur (30-99%)
Batterie électrochimique (30-85%)
Super-condensateurs (50-98%)
H2 - Pile à combustible,
électrolyse de l’eau
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE
Stockage - Supercapacités
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE Pompage – turbinage - Suisse
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE Hongrin – Léman
2*240 MW – 870 m
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Robiei – 1967 - 4*45 MW
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE Vianden
1096 MW turbine – 850 MW pompe
Machine 11 – 200 MW
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE Electricité – santé
Action directe
Mesures, diagnostic Surveillance, monitoring Rayons X, radiographie, RMN,
IRM Appareillage de stimulation et
prothèses Assistances, robotique
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE
Système nerveux
Système de communication
électrique
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE Cerveau
vs ordinateur
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE De Galvani à …
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE Homme – énergie
Cœur - pompe
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE Cœur artificiel Ventricule
artificiel
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE Cœur artificiel
Veau
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE Exosquelette
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE Electricité – santé
Action indirecte
Réduction de la pollution Réduction du bruit Rendement élevé de conversion
(peu de pertes)
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE Alimentation en énergie
de véhicules électriques
Caténaire et pantographe (train, trolleybus ou tramway)
Conducteurs + charbons au sol (solution métro)
Batteries sur le véhicule Moteur diesel + génératrice Transmission d’énergie sans contact
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE
Transfert d’énergie sans contact
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE
U1
U2
Transformateur sans fer
Basse fréquence (50 Hz)Haute fréquence (50 kHz)
U1
U2
Transfert d’énergie sans contact
Niveau dusol
Bobines fixesdans le sol
Bobine mobile fixée au véhicule
Rendement global de 88 à 95 %
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Stations de transfert d’énergie
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE
Systèmes de test – 6 et 120 kW
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE
~ ~
Réseau 50Hz
Convertisseur haute fréquence
~
Redresseur
Batterie ou super-capacités
Bobine fixe
Bobine mobile
Transfert d’énergie sans contact
Rendementà 120 kW
96.8 % 99 % 98.7 %
94.6 %
Rendement> 90%
AGV (Prototype)
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Générateur HF
Supercaps (option)
Bobine dans ou sur le sol
RedresseurSupercaps et/ou batteries
Bobine sous le véhicule
Cabine
Communication
Contrôle
Communication
Technologie
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE Trolleybus
1
2
Super-capacités
Bobine secondaire
Electronique de puissance
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Supercaps
Batteries
Bobine captrice
Bus électrique sans contact
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE Trams
30
1
2
Super-capacités
Bobine secondaire
Electronique de puissance
Bobine primaire
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE
Véhicule automatique - Induct
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE
Batteries
Moteur-roue
Transmission sans contact
Stations de chargeGuidage automatique
Stockage
Supercaps
Diesel Générateur
Composants
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Supercapacitors
Secondary coil
Power electronicsTorque Motor
Composants originaux
Véhicules
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Swissmetro 1989-2007
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE Suisse-cité
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE
Réseau reliant les principales villes à une vitesse commerciale de 400 km/h
Deux tunnels unidirectionnels de faible diamètre (5m), sous vide partiel
Sustentation et guidage magnétique sans usure
Propulsion par moteurs linéaires Transmission d’énergie sans contact
Swissmetro
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Bilan
Emission zéro grâce à une chaîne énergétique 100 % électrique
Réduction de la maintenance par l’absence de contacts dans la transmission d’énergie
Souplesse d’exploitation Intégration poussée des composants Possibilité de guidage automatique
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Electricité et santé
Modèle du cerveau Commande par la
pensée Micro-labos implantés Organes artificiels
actifs Exosquelette Réhabilitation
Réduction et contrôle de la pollution
Réduction des nuisances
Réversibilité Sécurité Fiabilité
Action directe Action indirecte
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39
Merci pour votre attentionMerci pour votre attention
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X
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE
Les 4 partenaires du démonstrateur TOSA 2013:ABB: L’équipementier ABB
TPG: L’opérateur
SIG: Le fournisseur d’énergie
OPI: Le coordinateur du projet
Pour un bus électrique sans ligne de contact qui se recharge aux arrêts
Promouvoir la traction électrique pour réduire les émissions locale de CO2
Eviter les inconvénients des batteries lourdes et couteuses
Réduire les coûts d’infrastructure pour l'approvisionnement en énergie et l’impact visuel
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ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE
ECOLE POLYTECHNIQUEFEDERALE DE LAUSANNE
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Structure
1
2
3
48
56
7
Technologie
1. Cellule du véhicule
2. Station de recharge:
3. Electronique de puissance
4. Stockage d’énergie sur super-capacités
5. Sécurité (détection d’obstacles, suivi)
6. Propulsion par moteurs-roues
7. Transfert d’énergie (bobines au sol et sous le véhicule)
8. Equipement