Après avoir obtenu son diplôme en septembre 2016, Robin Richard a eu la chance d’être embauché dans l’entreprise qui l’a accueilli pour son projet de fin d’étude afin de finir le développement du système à concevoir. Témoignage d’un parcours.
Après 5 semestres de formation en génie électrique (GE) au sein de l’établissement, les élèves ingénieurs doivent effectuer 6 mois de stage en entreprise, totalement immergés dans le monde professionnel qui les attend. Le système de parrainage entre étudiants de l’école a permis à Robin d’avoir des contacts avec Myenergi, une jeune start-up innovante basée au Royaume-Uni, développant des systèmes optimisant la consommation d’électricité d’origine renouvelable. Il y a ainsi effectué son stage de fin d’études de février à août 2016 avant d’être embauché en tant d’ingénieur en électronique un mois après.
Description du projet
Lorsqu’une source d’énergie renouvelable comme des panneaux photovoltaïques est installée dans une propriété, il est possible de consommer l’électricité ainsi produite : c’est l’autoconsommation. Afin de profiter au maximum de cette électricité, produite essentiellement durant la journée alors que les pics de consommation sont situés dans la matinée et en soirée, il est nécessaire de stocker cette énergie, dans des batteries ou en utilisant le ballon d’eau chaude sanitaire par exemple. La solution adoptée dans ce projet est d’utiliser le surplus de production afin de charger les batteries d’un véhicule électrique.
Le projet consiste en la conception d’une borne de recharge intelligente appelée Zappi, qui permet de mesurer le surplus de production de l’installation photovoltaïque, et de l’injecter dans le véhicule électrique. Ainsi, les batteries seront rechargées avec de l’énergie verte et gratuite !
Bien entendu, la mesure est dynamique et s’ajuste en fonction de la production et de consommation ailleurs dans la maison. En plus d’être intelligente, la borne est connectée et permet d’effectuer un monitoring énergétique en temps réel ainsi qu’un contrôle à distance via une application mobile. Zappi permet de réaliser d’importantes économies en maximisant l’autoconsommation d’électricité et contribue à créer le réseau électrique du futur, plus fiable et intelligent, communément appelé Smart Grid.
Voici les principales caractéristiques de Zappi :
- Puissance de 7kW (32A monophasé)
- 3 modes de fonctionnement (Fast, Eco et Eco+) permettant de régler la puissance de recharge et la part d’énergie verte à injecter dans le véhicule
- Interface intuitive à écran LCD
- Monitoring énergétique (production, import/export, véhicule)
- Communication sans fil
- Contrôle à distance via une application mobile
- Stockage des sessions de recharge et des évènements en mémoire
- Mode Boost entièrement programmable
- Détection des tarifs Heures Pleines / Heures creuses
- Compatible Smart Grid : réponse à la fréquence du réseau 50 Hz
- Protection contre les surintensités et les défauts de terre (protection des personnes)
- Boîtier étanche pour une utilisation à l’extérieur
Après un an de développement, le prototype est pleinement fonctionnel et afin de pouvoir lancer la production en série, Myenergi a lancé une levée de fonds sur Indiegogo. Il ne reste que quelques jours, donc si ce projet vous intéresse, n’hésitez pas à y participer et à partager l’information !
Mis à part le projet Zappi sur lequel Robin est le responsable principal, il participe aussi à 2 autres projets, orientés électronique de puissance.
Le premier, nommé Eddi, est un convertisseur Alternatif/Alternatif (AC/AC) innovant à très haut rendement (98%) permettant de transformer le 230V du réseau en tension alternative variable. Il s’agit en quelque sorte d’un convertisseur BUCK pour tensions alternatives. Très utile pour alimenter une charge (typiquement un ballon d’eau chaude électrique) en fonction de la disponibilité de la production des panneaux photovoltaïques par exemple ! Là aussi, d’importantes économies peuvent être réalisées. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, ce convertisseur n’utilise aucun triac générant harmoniques et perturbations à moyenne puissance (4 kW), mais des transistors IGBT commandés par signaux PWM.
Le second est encore au stade de prototype, il s’agit d’un capteur mesurant le courant traversant un fil électrique. Ce qu’il a d’innovant est qu’il est autoalimenté (pas d’alimentation extérieure, pas de batterie, pas de pile) et qu’il transmet les informations par ondes radio. Son alimentation provient du flux magnétique généré dans la bobine de mesure.
De plus, le capteur peut mesurer la phase du courant et permet au récepteur de connaître non seulement la valeur RMS de ce courant, mais aussi sa phase et ainsi calculer la puissance instantanée et surtout sa direction. Cette dernière caractéristique est critique afin de déterminer si l’installation importe ou exporte du courant, car c’est elle qui indique à Zappi ou à Eddi la puissance de charge possible.
Il est intéressant de faire le lien entre les compétences requises dans ce métier et les connaissances apportées par la formation GE à l’INSA de Strasbourg. En effet, selon Robin, la formation généraliste de l’école permet de bâtir de solides bases techniques mais aussi de gestion de projet qu’il faut faire progresser une fois dans la vie active. Même en étant très orienté électronique, le métier demande des connaissances assez variées, toutes abordées à l’école :
- Electrotechnique : mesure de puissance, déphasage courant/tension, réseau électrique
- Electronique de puissance : convertisseurs, interrupteurs à transistors, circuits d’aide à la commutation, caractéristiques réelles des composants..
- Electronique analogique : circuit de conditionnement de signaux, amplificateurs, filtres
- Electronique numérique : circuits à portes logiques (bascules), programmation C sur cible PIC 16 bits, communication entre périphériques (liaison série, SPI, I²C..), transmission de paquets Ethernet, conversion analogique-numérique…
- Automatique : asservissement, correcteurs
- Gestion de projet : travail en autonomie, gestion d’un budget, dimensionnement de composants, calendrier à respecter, travail en équipe, prototypage et tests, rédaction de comptes rendus…
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