PHM (Prognosis and Health Monitoring) : Développement d’une approche de pronostic des piles à combustibles dans le contexte d’un réseau local de production d’énergie

  • Posted on: 16 April 2019
  • By: christophe.bere...
  • Updated on: 16 April 2019
Type recrutement: 
Sujet de thèse
Entité et lieu: 
GIPSA-lab - Grenoble (Collaboration LIS Aix-Marseille)
Détails: 

PROPOSITION DE SUJET DE THESE EN PHM (Prognosis and Health Monitoring)

Développement d’une approche de pronostic des piles à combustibles dans le contexte d’un réseau local de production d’énergie
Mots Clés : PHM, Pronostic, Maintenance prédictive, Piles à combustible, réseau énergétique autonome

La thèse est basée au laboratoire GIPSA-lab (http://www.gipsa-lab.fr/ ), à Grenoble, en co- encadrement avec le laboratoire LIS (https://www.lis-lab.fr/) à Marseille. Plusieurs séjours à Marseille de durée variable seront à prévoir durant le doctorat.

Contexte

Les approches PHM (Pronostics and Health Management) permettent de mettre en place des politiques «dynamiques» de maintenance (maintenance prédictive) qui permettent de mieux maîtriser et gérer la durée de vie des systèmes. Le déploiement réussi d’approches de maintenance prédictive requiert des innovations méthodologiques qui suscitent de nombreux travaux de recherche depuis 2006 [1]. Les premiers travaux sur le pronostic des piles à combustibles ont démarré plus récemment [2]. Cette approche a pour objectif de viser la disponibilité maximale du système et la minimisation des coûts qui sont élevés dans le cas des maintenances classiques, tout en garantissant un système fiable et sécurisé.

La phase clef d’une démarche de pronostic et de gestion de l’état de santé d’un système réside dans l’évaluation de la durée de vie résiduelle ou RUL (Remaining Useful Life) du système considéré. La RUL est la durée entre le moment présent et le moment où le système est considéré hors service. Si la défaillance du système considéré résulte d’une dégradation graduelle, un indicateur de dégradation peut être estimé ou mesuré, et la durée de vie et son incertitude sont estimées à partir de son extrapolation jusqu’à un seuil.

Objectif

Ce travail de recherche a pour objectif de développer une approche permettant d’établir la durée de vie d’une pile à combustible mise en réseau avec d’autres sources d’énergie, dans un contexte « système de systèmes ». Pour ce faire, la stratégie d’estimation de la RUL doit être pertinente et une procédure de décision post-pronostic cohérente doit être mise en place pour déterminer les actions à mettre en œuvre pour maintenir le système à un certain niveau de performances et pour l’opérer de la manière la plus efficace dans le réseau d’énergie multi-source. Ainsi, des aspects de fiabilité,

disponibilité ou encore de maintenance seront étudiés. La plupart des méthodes de pronostic de durée de vie résiduelle pour la prise de décision en maintenance prévisionnelle sont limitées au niveau « composant » (ou au niveau d’un système caractérisé par un indice de détérioration unique pour l’ensemble du système). Une des originalités du travail de recherche proposé ici sera développer des approches de pronostic et de décision post-pronostic pour la maintenance et la gestion de l’état de santé à un niveau système, puis pour un système intégré dans un réseau (« système de systèmes »).