Étude expérimentale et optimisation d'un système hybride hydraulique pour camions à ordures et amélioration des performances par raffinement de sa logique de contrôle

Le but de cette these est de faire la demonstration experimentale du fonctionnement d’un systeme hybride hydraulique specifiquement dedie a l’application des camions a ordures en plus de proposer des solutions pour raffiner sa logique de controle. Le systeme hybride developpe permet de recuperer l’energie cinetique du vehicule durant le freinage. Un moteur hydraulique a deplacement variable utilise ensuite l’energie emmagasinee sous la forme d’un fluide pressurise dans un accumulateur hydraulique pour assister le moteur a combustion interne (MCI) a des moments opportuns. L’aspect particulier de ce systeme est que l’assistance au MCI peut avoir lieu lorsque celui-ci fonctionne au ralenti et qu’il entraine l’equipement auxiliaire hydraulique du camion a ordures. Essentiellement, la strategie de controle consiste a maximiser la recuperation de l’energie au freinage et a utiliser cette energie pour minimiser l’utilisation du MCI a l’arret. Les resultats experimentaux obtenus avec deux prototypes operes en conditions d’utilisation reelles demontrent que le systeme hybride permet de recuperer une portion appreciable de l’energie recuperable durant le freinage. De plus, les resultats prouvent qu’il est possible de reduire la charge au MCI durant le ralenti avec l’application d’un couple d’assistance. Cependant, l’avantage d’assister le MCI dans des zones precises de la plage d’utilisation est mince puisque l’efficacite brute du MCI varie peu selon les conditions d’operation. Cela est confirme a l’aide d’un exercice d’optimisation de la logique de controle a l’aide de la programmation dynamique deterministe. En effet, en gerant la pression dans l’accumulateur pour maximiser la quantite d’energie recuperee au freinage et en dosant l’assistance au MCI de facon ideale, la politique optimale ne reussit a ameliorer l’economie de carburant que de 6 % par rapport au controle initial. Par consequent, etant donne que les efforts requis pour imiter le comportement ideal en temps reel sont considerables pour un gain relativement faible et incertain, la logique de controle initiale est consideree comme etant quasi-optimale. Finalement, cette these propose une version amelioree du systeme hybride assistant le MCI qui permettrait d’eteindre le MCI lorsque le vehicule est arrete tout en maintenant fonctionnel l’equipement auxiliaire hydraulique. Un exercice d’optimisation de la logique de controle indique qu’une gestion adequate de la pression dans l’accumulateur permettrait d’eteindre le MCI la plupart du temps a l’arret et ainsi d’engendrer une augmentation de l’economie de carburant de plus de 40 % par rapport au systeme original. L’evaluation par simulation d’une logique de controle elementaire demontre qu’une telle strategie de gestion de la pression serait realisable en temps reel et que le gain potentiel d’economie de carburant est atteignable.