Contribution au prognostic de pile à combustible PEMFC basé sur modèle semi-analytique

Contribution to PEM Fuel Cell prognostics based on a semi-analytical model

• Auteur / Autrice : Élodie Lechartier
• Direction : Marie-Cécile Péra, Noureddine Zerhouni, Rafael Gouriveau, Daniel Hissel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, signal, productique, robotique
• Date : Soutenance le 27/06/2016
• Etablissement(s) : Besançon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies
• Jury : Président / Présidente : François Lapicque
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Cécile Péra, Noureddine Zerhouni, Rafael Gouriveau, Daniel Hissel, François Lapicque, Stéphane Caux, Belkacem Ould Bouamama, David Gucik-Derigny
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Caux, Belkacem Ould Bouamama

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux hybrides

Piles à combustible

Durée de vie (ingénierie)

Mots clés libres

PEMFC

PHM

Pronostic

Modèle semi-analytique

Hybrid

PEMFC

PHM

Prognostics

Semi-analytic model

Hybrid

Résumé

Les préoccupations environnementales actuelles nous amènent à envisager des solutions alternatives, telles que la pile à combustible. Cette dernière malgré ses avantages présente des faiblesses qui ralentissent sa diffusion au sein de l'industrie, entre autres, sa trop courte durée de vie. Face à cette considération, nous proposons d'appliquer le PHM à la PEMFC. Il faut donc développer le pronostic puis considérer son insertion au sein d'un système industriel. Nous choisissons de baser l'approche proposée sur un modèle de comportement, tout en proposant de combler le manque de connaissance concernant le vieillissement de la pile par les données, ce qui nous permet amène à développer une approche hybride. Dans ces travaux, le modèle comportemental est étudié sur des durées de plus en plus grandes pour enfin proposer une prédiction de l'ordre du millier d'heure. Afin de prendre en compte une implantation au sein d'un système réel, une étude sur la généricité et applicabilité de l'approche est réalisée. Ainsi, ces travaux proposent une approche de pronostic hybride basée sur un modèle de comportement et étudie son insertion au sein d'un système réel.

The current environmental concerns lead us to consider alternative solutions. The fuel cell can be one of them with numerous advantages, it presents however weaknesses, especially, its life duration which is too short. Face to this issue, we offer to apply the PHM to the PEMFC. For that, it is necessary to develop the prognostics for this application and the possibility of the on-line implementation on an industrial system. It was chosen to base the approach on a behavioral model in which the knowledge gaps are completed with the use of data. So, the approach proposed here, is hybrid. In this work, the behavioral model is studied on laps of time longer in order to finally introduce a prediction of a thousand of hours. Then, the online implementation on a real system is considered with a genericity and an applicability study. This work proposes a hybrid prognostics approach based on a behavioral model and study its implementation on an industrial system.