Sujet de thèse CIFRE Titre Français Gestion d`un parc d`éclairage

Sujet de thèse CIFRE Titre Français Gestion d’un parc d’éclairage connectée-­‐autonome alimenté par des cellules photovoltaïques. Entreprise : CARREPRODUCTS Laboratoires impliqués : LAAS-­‐CNRS, LAPLACE Contact pour effectuer une candidature : [email protected], [email protected] Contact entreprise : Coraline Herbreteau I.
Sujet et plan proposés Les aménageurs urbains et plus globalement les territoires sont confrontés aujourd’hui à de nouveaux enjeux. La réduction de la consommation des ressources naturelles, la maximisation de la pénétration des énergies renouvelables pour améliorer l’autonomie énergétique ou encore la recherche d’une qualité de vie élevée soulève des défis important dans le domaine de la « Smart City ». Les technologies et les services à développer sont des opportunités à saisir pour surmonter ces défis. Le projet s’articule autour de la recherche technologique de mobilier urbain dont l’application principale est l’éclairage de la voie public et son intégration sur un site Pilote au sein de l’Université Paul Sabatier à Toulouse. Pour mener ce projet de recherche, le doctorant s’appuiera sur l’expertise de l’entreprise CARREPRODUCTS, fabriquant de candélabres photovoltaïques depuis 2012 en association avec le LAAS expert dans les architectures et le contrôle d’alimentation de puissance et le LAPLACE expert dans la réalisation d’éclairage LED et OLED. L’innovation technologique repose à la fois sur l’utilisation du photovoltaïque comme source principale d’énergie mais aussi sur son système orienté vers l’usage en utilisant l’internet des objets. L’innovation est également économique, CARREPRODUCTS se distingue de sa concurrence en proposant un nouveau modèle économique basé sur la vente uniquement de services à la lumière et non de la vente du produit. Tache 1 Le doctorant devra dans un premier temps étudier les avantages économiques pour l’entreprise d’une part et le client d’autre part de vendre/acheter de la lumière. Aujourd’hui il est simple pour un consommateur de réfléchir en kWh et traduire sa consommation journalière, mensuelle et annuelle en euros. Dans notre cas d’étude, la lumière ou plus précisément le Lumens est le produit revendu au client. Il faudra donc établir une corrélation simple pour que les personnes impliquées puissent avoir une base de référence. De plus, il est aussi important de comparer une stratégie « centralisée » où l’énergie est produite en un ou plusieurs points puis redistribuée via des câbles électriques à chaque candélabre par rapport à une stratégie complètement « autonome » où chaque candélabre a son panneau solaire spécifique. Objectif : Faire un état de l’art des différentes architectures et définir les Avantages/Inconvénient. Tache 2 La tâche 2 consiste à modéliser la production photovoltaïque journalière à l’échelle du campus Paul Sabatier et à l’adapter à la consommation nocturne. Il faudra aussi définir les usages des étudiants pour connaitre les voies de circulation les plus empruntées et où l’éclairage ne peut pas avoir d’interruption. Le dernier point sera de localiser les zones pouvant être éteintes et remises en service quand un piéton est détecté. Objectif : Définir les paramètres nécessaires à l’optimisation d’un parc de candélabre Développer un outil de dimensionnement : « centralisé », « distribué », « centralisation locale » avec une vision smart-­‐grid. Tache 3 La tache 3 permettra, en fonction des données récoltées, de dimensionner le candélabre et de proposer une architecture système et de puissance. Le dimensionnement des différents éléments du système qui devront assurer un éclairage suffisant pendant plusieurs jours devra être effectué. De plus, il sera nécessaire de développement un système communicant et de créer un cloud pour la sauvegarde et le partage des données. Objectif : Réaliser la fonction candélabre dans les trois cas pour offrir une gamme de produits très diversités répondant à un maximum de besoin. Réaliser une carte de communication sans fil pour le pilotage à distance des candélabres. Etapes clefs : 1-­‐ Etude économique : a. Vendre de la lumière ? Avantages et inconvénients. b. Système « centralisé »ou « autonome », quelle solution pour quel besoin ? 2-­‐ Définition du cahier des charges a. MAP : Jour/Nuit (définir où et combien de candélabres utilisés sur le site pilote de l’université Paul Sabatier) b. Adapter l’installation à l’usager c. Etude social (la lumière ON/OFF) 3-­‐ Réalisation du candélabre connecté a. Dimensionnement des candélabres et réalisation du EMS (Energie management system) pour la configuration « centralisée » et la comparer à la solution existante « autonome ». b. Réalisation de l’électronique du système communicant c. Réalisation de la passerelle internet et du cloud.