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Cloud computing / Jean-Pierre Briffaut
Titre : Cloud computing : Evolution technologique, révolution des usages Type de document : texte imprimé Auteurs : Jean-Pierre Briffaut, Auteur ; François Stephan, Auteur Editeur : Paris : Hermès science publications-Lavoisier Année de publication : 2013 Collection : Management et informatique, ISSN 1635-7361 Importance : 1 vol. (270 p.) Présentation : ill. Format : 24 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-2-7462-4511-2 Note générale : 978-2-7462-4511-2 Langues : Français (fre) Langues originales : Français (fre) Catégories : Informatique Mots-clés : Informatique dans les nuages
Systèmes virtuels (informatique)
Systèmes informatiques : Mesures de sûretéIndex. décimale : 004.3 Modes de traitement des données Résumé :
Issu du développement intégré des centres informatiques, des télécommunications et des terminaux fixes et mobiles, le cloud computing connaît aujourd'hui un déploiement rapide. Cette mutation s'accélère sous la pression des utilisateurs d'appareils mobiles et d'une politique de réduction des coûts des entreprises. Sur le plan technique, il résulte d'un mouvement constant d'automatisation des processus de fonctionnement de l'informatique associé à la virtualisation et à un nombre croissant de services offerts (en particulier le traitement des « déluges de données »). Ces nouveaux services vont entraîner une profonde révolution des usages des technologies de l'information dans les entreprises et, par la suite, une modification du fonctionnement opérationnel des organisations. Traitant à la fois des aspects techniques et managériaux fortement corrélés, Cloud computing permet aux décideurs de bien appréhender les enjeux auxquels ils vont être confrontés en termes de compétences, de profils de poste et de pratiques de travail lors du déploiement du cloud computing dans leurs organismes.Note de contenu :
Sommaire
1. Management de l'entreprise et nouvelles technologies de l'information
2. Directeur des systèmes d'information et cloud computing
3. Fonctionnalités du cloud computing
4. Data deluge
5. Virtualisation et Internet
6. Architecture et gestion des data centers
7. Sécurité et terminaux virtuels
8. Points de vue prospectifs en relation avec le cloud computingCôte titre : Fs/13077-13081 Cloud computing : Evolution technologique, révolution des usages [texte imprimé] / Jean-Pierre Briffaut, Auteur ; François Stephan, Auteur . - Paris : Hermès science publications-Lavoisier, 2013 . - 1 vol. (270 p.) : ill. ; 24 cm. - (Management et informatique, ISSN 1635-7361) .
ISBN : 978-2-7462-4511-2
978-2-7462-4511-2
Langues : Français (fre) Langues originales : Français (fre)
Catégories : Informatique Mots-clés : Informatique dans les nuages
Systèmes virtuels (informatique)
Systèmes informatiques : Mesures de sûretéIndex. décimale : 004.3 Modes de traitement des données Résumé :
Issu du développement intégré des centres informatiques, des télécommunications et des terminaux fixes et mobiles, le cloud computing connaît aujourd'hui un déploiement rapide. Cette mutation s'accélère sous la pression des utilisateurs d'appareils mobiles et d'une politique de réduction des coûts des entreprises. Sur le plan technique, il résulte d'un mouvement constant d'automatisation des processus de fonctionnement de l'informatique associé à la virtualisation et à un nombre croissant de services offerts (en particulier le traitement des « déluges de données »). Ces nouveaux services vont entraîner une profonde révolution des usages des technologies de l'information dans les entreprises et, par la suite, une modification du fonctionnement opérationnel des organisations. Traitant à la fois des aspects techniques et managériaux fortement corrélés, Cloud computing permet aux décideurs de bien appréhender les enjeux auxquels ils vont être confrontés en termes de compétences, de profils de poste et de pratiques de travail lors du déploiement du cloud computing dans leurs organismes.Note de contenu :
Sommaire
1. Management de l'entreprise et nouvelles technologies de l'information
2. Directeur des systèmes d'information et cloud computing
3. Fonctionnalités du cloud computing
4. Data deluge
5. Virtualisation et Internet
6. Architecture et gestion des data centers
7. Sécurité et terminaux virtuels
8. Points de vue prospectifs en relation avec le cloud computingCôte titre : Fs/13077-13081 Exemplaires (5)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité Fs/13078 Fs/13077-13081 Livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/13079 Fs/13077-13081 Livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/13080 Fs/13077-13081 Livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/13081 Fs/13077-13081 Livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/13077 Fs/13077-13081 livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleCombien ? Mathématiques appliquées à l'informatique, Volume 1. Algorithmes et théorie en combinatoire / Audibert, Pierre
Titre de série : Combien ? Mathématiques appliquées à l'informatique, Volume 1 Titre : Algorithmes et théorie en combinatoire Type de document : texte imprimé Auteurs : Audibert, Pierre, Auteur Editeur : Paris : Hermès science publications-Lavoisier Année de publication : 2009 Importance : 1vol. (413 p.) Présentation : ill. Format : 24 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-2-7462-2199-4 Note générale : Bibliogr. vol. 1, p. 401-402, vol. 2, p. 251-252, vol. 3, p. 277-278. Index à la fin de chaque vol.
Vol. 1, Algorithmes et théorie en combinatoire ; Vol. 2, Algorithmes et théorie des probabilités ; Vol. 3, Algorithmes et théorie des graphesLangues : Français (fre) Catégories : Informatique
MathématiqueMots-clés : Algorithmes
Analyse combinatoire
Informatique : Mathématiques
Programmation (mathématiques)Index. décimale : 518.1 - Algorithmes Résumé :
Combien de façons de mélanger divers ingrédients, de chances de gagner à un jeu de hasard, de chemins possibles pour se rendre d'un point à un autre sur un réseau routier ? Autant de questions auxquelles Mathématiques appliquées à l'informatique répond. Cet ouvrage en 3 volumes s'adresse à tous ceux qui veulent s'initier aux théories combinatoires, sans oublier les étudiants de classes préparatoires et d'université. Des applications concrètes telles que le Sudoku et les moteurs de recherche sont présentées et accompagnées de traitements informatiques expérimentaux. A l'aide d'éléments théoriques de base et d'une multitude d'exemples, une montée progressive en puissance propose un aperçu de l'état de l'art en la matière. La mise en oeuvre de nombreux algorithmes et de programmes informatiques permet de confronter la théorie à l'expérience. Cette approche non conventionnelle de la combinatoire renforce l'originalité de cet ouvrage.Note de contenu :
Sommaire
1- Quelques éléments d'histoire
2- Arrangements et combinaisons
3- Enumérations dans l'ordre alphabétique
4- Enumération par arborescences
5- Langages, fonctions génératrices et récurrences
6- Cheminements dans un quadrillage
7- Arrangements et combinaisons avec répétitions
8- Formule du crible
9- Chaines de montagnes ou mots de parenthèses nombres de catalan
10- D'autres chaines de montagnes
11- Quelques applications des nombres de catalan et des mots de parenthèses
12- La formule de burnside
13- Matrices et circulation sur un graphe
14- Parties et partitions d'un ensemble
15- Partitions d'un nombre
16- Les drapeaux
17- Murs et empilages
18- Pavages de surfaces rectangulaires par des formes simples
19- PermutationsCôte titre : Fs/14252-14254,Fs/7732-7733 Combien ? Mathématiques appliquées à l'informatique, Volume 1. Algorithmes et théorie en combinatoire [texte imprimé] / Audibert, Pierre, Auteur . - Paris : Hermès science publications-Lavoisier, 2009 . - 1vol. (413 p.) : ill. ; 24 cm.
ISBN : 978-2-7462-2199-4
Bibliogr. vol. 1, p. 401-402, vol. 2, p. 251-252, vol. 3, p. 277-278. Index à la fin de chaque vol.
Vol. 1, Algorithmes et théorie en combinatoire ; Vol. 2, Algorithmes et théorie des probabilités ; Vol. 3, Algorithmes et théorie des graphes
Langues : Français (fre)
Catégories : Informatique
MathématiqueMots-clés : Algorithmes
Analyse combinatoire
Informatique : Mathématiques
Programmation (mathématiques)Index. décimale : 518.1 - Algorithmes Résumé :
Combien de façons de mélanger divers ingrédients, de chances de gagner à un jeu de hasard, de chemins possibles pour se rendre d'un point à un autre sur un réseau routier ? Autant de questions auxquelles Mathématiques appliquées à l'informatique répond. Cet ouvrage en 3 volumes s'adresse à tous ceux qui veulent s'initier aux théories combinatoires, sans oublier les étudiants de classes préparatoires et d'université. Des applications concrètes telles que le Sudoku et les moteurs de recherche sont présentées et accompagnées de traitements informatiques expérimentaux. A l'aide d'éléments théoriques de base et d'une multitude d'exemples, une montée progressive en puissance propose un aperçu de l'état de l'art en la matière. La mise en oeuvre de nombreux algorithmes et de programmes informatiques permet de confronter la théorie à l'expérience. Cette approche non conventionnelle de la combinatoire renforce l'originalité de cet ouvrage.Note de contenu :
Sommaire
1- Quelques éléments d'histoire
2- Arrangements et combinaisons
3- Enumérations dans l'ordre alphabétique
4- Enumération par arborescences
5- Langages, fonctions génératrices et récurrences
6- Cheminements dans un quadrillage
7- Arrangements et combinaisons avec répétitions
8- Formule du crible
9- Chaines de montagnes ou mots de parenthèses nombres de catalan
10- D'autres chaines de montagnes
11- Quelques applications des nombres de catalan et des mots de parenthèses
12- La formule de burnside
13- Matrices et circulation sur un graphe
14- Parties et partitions d'un ensemble
15- Partitions d'un nombre
16- Les drapeaux
17- Murs et empilages
18- Pavages de surfaces rectangulaires par des formes simples
19- PermutationsCôte titre : Fs/14252-14254,Fs/7732-7733 Exemplaires (5)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité Fs/14252 Fs/14252-14254 Livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/14253 Fs/14252-14254 Livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/14254 Fs/14252-14254 Livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/7732 Fs/7732-7733 livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/7733 Fs/7732-7733 livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleComposants et circuits pour liaisons photoniques en micro-ondes / Christian Rumelhard
Titre : Composants et circuits pour liaisons photoniques en micro-ondes Type de document : texte imprimé Auteurs : Christian Rumelhard, Auteur ; Catherine Algani, Auteur ; Anne-Laure Billabert, Auteur Editeur : Paris : Hermès science publications-Lavoisier Année de publication : 2010 Collection : Collection Hyperfréquences, ISSN 1760-866X Importance : 1 vol. (416 p.) Présentation : ill. Format : 24 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-2-7462-2494-0 Langues : Français (fre) Catégories : Physique Mots-clés : Dispositifs à microondes
Circuits pour microondes
PhotoniqueIndex. décimale : 621.3 - Éclairage, électronique, électrotechnique, génie informatique, optique appliquée Résumé :
Utilisées dans les liaisons radio sur fibre, dans les antennes à balayage électronique et dans les déports d'antennes, les liaisons photoniques en micro-ondes connaissent aujourd'hui une augmentation radicale de leurs performances et une évolution importante de l'ensemble de leurs composants. Cet ouvrage reprend de manière méthodique et complète la description et la modélisation de ces éléments en signalant leurs transformations récentes lasers, modulateurs optiques, fibres optiques, photodétecteurs et amplificateurs optiques. Composants et circuits pour liaisons photoniques en micro-ondes propose une approche pédagogique des grandeurs physiques telles que les gains, les facteurs de bruit opto-micro-ondes et les non-linéarités. La combinaison de ces paramètres conduit à la notion de dynamique sans parasites caractérisant les performances d'une liaison photonique en micro-ondes. L'ouvrage présente également les mesures et les techniques de simulation purement micro-ondes permettant de modéliser et d'optimiser une liaison opto-micro-onde.Note de contenu :
Sommaire
Chapitre 1. Généralités
Chapitre 2. Génération et modulation de la lumière
Chapitre 3. Fibres optiques et amplificateurs optiques
Chapitre 4. Les photodétecteurs
Chapitre 5. Performances des liaisons photoniques en micro-ondes
Chapitre 6. Compléments aux performances des liaisons photoniques en micro-ondes
Chapitre 7. Les amplificateurs électroniques dans les liaisons photoniques en micro-ondes
Chapitre 8. Simulation et mesures des liaisons photoniques en micro-ondesCôte titre : Fs/12641,Fs/12137-12138,Fs/13803-13804 Composants et circuits pour liaisons photoniques en micro-ondes [texte imprimé] / Christian Rumelhard, Auteur ; Catherine Algani, Auteur ; Anne-Laure Billabert, Auteur . - Paris : Hermès science publications-Lavoisier, 2010 . - 1 vol. (416 p.) : ill. ; 24 cm. - (Collection Hyperfréquences, ISSN 1760-866X) .
ISBN : 978-2-7462-2494-0
Langues : Français (fre)
Catégories : Physique Mots-clés : Dispositifs à microondes
Circuits pour microondes
PhotoniqueIndex. décimale : 621.3 - Éclairage, électronique, électrotechnique, génie informatique, optique appliquée Résumé :
Utilisées dans les liaisons radio sur fibre, dans les antennes à balayage électronique et dans les déports d'antennes, les liaisons photoniques en micro-ondes connaissent aujourd'hui une augmentation radicale de leurs performances et une évolution importante de l'ensemble de leurs composants. Cet ouvrage reprend de manière méthodique et complète la description et la modélisation de ces éléments en signalant leurs transformations récentes lasers, modulateurs optiques, fibres optiques, photodétecteurs et amplificateurs optiques. Composants et circuits pour liaisons photoniques en micro-ondes propose une approche pédagogique des grandeurs physiques telles que les gains, les facteurs de bruit opto-micro-ondes et les non-linéarités. La combinaison de ces paramètres conduit à la notion de dynamique sans parasites caractérisant les performances d'une liaison photonique en micro-ondes. L'ouvrage présente également les mesures et les techniques de simulation purement micro-ondes permettant de modéliser et d'optimiser une liaison opto-micro-onde.Note de contenu :
Sommaire
Chapitre 1. Généralités
Chapitre 2. Génération et modulation de la lumière
Chapitre 3. Fibres optiques et amplificateurs optiques
Chapitre 4. Les photodétecteurs
Chapitre 5. Performances des liaisons photoniques en micro-ondes
Chapitre 6. Compléments aux performances des liaisons photoniques en micro-ondes
Chapitre 7. Les amplificateurs électroniques dans les liaisons photoniques en micro-ondes
Chapitre 8. Simulation et mesures des liaisons photoniques en micro-ondesCôte titre : Fs/12641,Fs/12137-12138,Fs/13803-13804 Exemplaires (5)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité Fs/12137 Fs/12137-12138 livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/12138 Fs/12137-12138 livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/12641 Fs/12641 livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/13803 Fs/13803-13804 Livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/13804 Fs/13803-13804 Livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleComposants électrochimiques / Marie-Cécile Pera
Titre : Composants électrochimiques : Électrolyseur, pile à combustible, supercondensateur, accumulateur Type de document : texte imprimé Auteurs : Marie-Cécile Pera ; Daniel Hissel Editeur : Paris : Hermès science publications-Lavoisier Année de publication : 2014 Collection : Génie électrique. Recherche, technologie, applications Sous-collection : Recherche, technologie, applications Importance : 1 vol. (355 p.) Présentation : ill. Format : 24 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-2-7462-3813-8 Langues : Français (fre) Catégories : Physique Mots-clés : Électrochimie
Électrochimie industrielle
Piles à combustible à hydrogène
Électrolyseurs
Condensateurs électrochimiques
AccumulateursIndex. décimale : 621.3 - Éclairage, électronique, électrotechnique, génie informatique, optique appliquée Résumé :
Nos besoins en objets électriques nomades sont croissants, et ceci dans une gamme étendue de puissance, allant du téléphone portable au véhicule électrique. Cet ouvrage s’intéresse aux moyens de stockage communément utilisés dans des systèmes hybrides et s’appuie sur des principes de base de l’électrochimie accessibles avec un bagage minimal de culture scientifique. Composants électrochimiques décrit les éléments de la filière hydrogène aboutissant à la notion de « batterie air/hydrogène », les principaux types d’accumulateurs et les supercondensateurs. Agrémenté de nombreux exercices, ce livre est destiné à un public d’industriels et d’enseignants désirant acquérir les bases physiques et technologiques pour appréhender ces systèmes.Note de contenu :
Sommaire
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Chapitre 1. Notions de base d’électrochimie à l’usage
du génie électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2. Descriptif rapide et principes de fonctionnement
des composants électrochimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2.1. Principe de fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2.2. Descriptif rapide des familles de composants . . . . . . . . . . . . 16
1.3. Réaction d’oxydo-réduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.4. Energie chimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.1. Enthalpie, entropie et énergie libre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.2. Enthalpie, entropie et énergie libre de formation . . . . . . . . . . 25
1.5. Potentiel ou tension d’électrode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.6. Potentiel réversible d’une cellule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.7. Densité de courant faradique et loi de Butler-Volmer . . . . . . . . . . . 28
1.8. Loi de Butler-Volmer pour une cellule complète . . . . . . . . . . . . . . 31
1.9. De la loi de Butler-Volmer à la loi de Tafel . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.10. Loi de Faraday . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
1.11. Modèle de transfert de matière de Nernst . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.12. Notion de courant limite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.13. Expression de la courbe de polarisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
1.14. Capacité de double couche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1.15. Impédance électrochimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1.16. Réactifs et produits en phase gazeuse. Pression totale,
pression partielle, fraction molaire et mélange . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
1.17. Exercices corrigés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.17.1. Calcul de la variation d’enthalpie lors de la formation
d’une mole d’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.17.2. Calcul de la variation d’entropie lors de la formation
d’une mole d’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
1.17.3. Calcul de la variation d’énergie libre lors de la formation
d’une mole d’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
1.17.4. Calcul du potentiel de Nernst pour une cellule
de pile à combustible PEMFC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
1.17.5. Equations de Faraday pour un accumulateur au Pb . . . . . . . . 53
1.17.6. Calcul de la masse d’eau consommée par une cellule
d’électrolyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Chapitre 2. Electrolyseurs d’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.2. Principes de fonctionnement des principaux électrolyseurs d’eau . . . . 60
2.3. Historique de l’électrolyse de l’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.4. Eléments technologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.4.1. La technologie alcaline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.4.2. La technologie PEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
2.4.3. La technologie SO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
2.4.4. Comparaison des trois technologies d’électrolyseur d’eau . . . . . 84
2.4.5. Spécifications d’un électrolyseur commercial . . . . . . . . . . . . 85
2.5. Approche théorique d’un électrolyseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.5.1. Eléments énergétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.5.1.1. Eléments thermodynamiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.5.1.2. Impact des pertes irréversibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
2.5.1.3. Rendement d’un électrolyseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
2.5.2. Comportement électrique en régime quasi statique . . . . . . . . . 103
2.5.2.1. Potentiel réversible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
2.5.2.2. Surtension d’activation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
2.5.2.3. Surtension de transport des espèces . . . . . . . . . . . . . . . 107
2.5.2.4. Surtension ohmique (transport des charges) . . . . . . . . . . 114
2.5.2.5. Bilan du comportement quasi statique
d’un électrolyseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
2.5.3. Comportement électrique en régime dynamique fort signal . . . . 120
2.5.3.1. Couplage des phénomènes d’activation
et de double couche électrochimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
2.5.3.2. Dynamique des phénomènes de transport des espèces . . . . 122
2.5.3.3. Modèle dynamique fort signal d’un électrolyseur . . . . . . . 124
2.5.4. Comportement électrique en régime dynamique petit signal
(impédance) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
2.6. Caractérisation expérimentale du comportement électrique
d’un électrolyseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
2.6.1. Courbe de polarisation (caractérisation quasi statique) . . . . . . . 132
2.6.1.1. Escaliers de courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
2.6.1.2. Balayage en courant à très basse fréquence . . . . . . . . . . 134
2.6.1.3. Comparaison des deux techniques . . . . . . . . . . . . . . . . 134
2.6.2. Spectroscopie d’impédance
(caractérisation dynamique petit signal) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
2.6.3. Echelons de courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
2.6.4. Balayages en courant (caractérisation dynamique fort signal) . . . 137
2.6.5. Couplage des approches de caractérisation
(approche avancée) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
2.7. Procédés de paramétrisation des modèles . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
2.7.1. Approche combinatoire minimale
des caractérisations expérimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
2.7.2. Approche multispectres d’impédance . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
2.7.3. Approche multibalayages basses fréquences . . . . . . . . . . . . . 141
2.7.4. Vers une exploitation combinatoire optimale et systématique
des caractérisations expérimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
2.8. Association à une pile à combustible.
Concept de la « batterie à hydrogène » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
2.8.1. Considérations générales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
2.8.2. Caractéristique statique d’une batterie H2 /O2 . . . . . . . . . . . . . 146
2.8.3. Bande morte d’une batterie H2 /O2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
2.8.4. Etat des lieux succinct des développements industriels . . . . . . . 149
2.9. Quelques exemples d’applications des électrolyseurs . . . . . . . . . . . 151
2.9.1. Eléments sur la production d’hydrogène industriel
par électrolyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
2.9.2. Etat de l’art des applications couplant solaire photovoltaïque
et hydrogène ; zooms sur les projets français MYRTE, PEPITE
et JANUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
2.9.2.1. Etat de l’art des applications couplant
solaire photovoltaïque et hydrogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
2.9.2.2. Zooms sur les projets français MYRTE, PEPITE
et JANUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
2.10. Eléments sur le stockage de l’hydrogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
2.11. Conclusions et perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
2.12. Exercices corrigés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
8 Composants électrochimiques
Chapitre 3. Pile à combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
3.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
3.2. Classification des technologies de piles à combustible . . . . . . . . . . 180
3.2.1. Classification milieu acide/milieu basique . . . . . . . . . . . . . . 181
3.2.2. Classification en fonction de la température
de fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
3.2.3. Classification en fonction du type d’électrolyte . . . . . . . . . . . 183
3.2.3.1. Les piles PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell ) . . . . . . . . . 183
3.2.3.2. Les piles MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell ) . . . . . . . . 184
3.3. Pile à membrane échangeuse de protons (PEMFC) . . . . . . . . . . . . 185
3.3.1. Constitution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
3.3.2. Caractéristiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
3.3.2.1. Performances électriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
3.3.2.2. Le comportement dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
3.3.2.3. La gestion de l’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
3.3.2.4. Sensibilité aux contaminants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
3.4. Pile à oxyde solide (SOFC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
3.5. Systèmes pile à combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
3.5.1. Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
3.5.2. Systèmes PEMFC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
3.5.2.1. Le circuit combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
3.5.2.2. Le circuit comburant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
3.5.2.3. Le circuit d’humidification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
3.5.2.4. Le circuit de gestion thermique . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
3.5.2.5. Bilan de puissance d’un système PEMFC . . . . . . . . . . . 207
3.5.3. Systèmes SOFC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
3.5.3.1. Le circuit combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
3.5.3.2. Le circuit comburant et la gestion thermique . . . . . . . . . 209
3.6. Applications des piles à combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
3.6.1. Applications portables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
3.6.2. Applications stationnaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
3.6.3. Applications transports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
3.6.3.1. Les applications aériennes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
3.6.3.2. Les applications maritimes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
3.6.3.3. Les applications terrestres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
3.7. Exercices corrigés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
3.7.1. Calcul du coût du platine pour une électrode . . . . . . . . . . . . . 219
3.7.2. Dimensionnement d’un module de pile à combustible
« standard » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
3.7.3. Calcul des débits de gaz réactifs en entrée de pile . . . . . . . . . . 220
Table des matières 9
3.7.4. Calcul du contenu en eau de l’air en entrée de pile
et en sortie de pile. Calcul du point de rosée en sortie de pile . . . . . . . 222
3.7.5. Calcul du rendement d’une PEMFC . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
3.7.6. Autonomie d’un sous-marin d’exploration . . . . . . . . . . . . . . 227
3.7.7. Alimentation d’une ferme en site isolé . . . . . . . . . . . . . . . . 229
3.7.8. Générateur à pile à combustible pour véhicule particulier . . . . . 233
Chapitre 4. Stockage de l’énergie électrique par supercondensateurs . . . 237
4.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
4.2. Fonctionnement et caractéristiques énergétiques
des supercondensateurs à doubles couches électriques . . . . . . . . . . . . . 239
4.2.1. Structure et fonctionnement d’un supercondensateur . . . . . . . . 240
4.2.2. Caractérisation électrique et énergétique
des supercondensateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
4.3. Dimensionnement des modules de supercondensateurs . . . . . . . . . . 249
4.3.1. Dimensionnement basé sur la puissance . . . . . . . . . . . . . . . 249
4.3.2. Dimensionnement basé sur l’énergie stockée
par le supercondensateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
4.3.3. Equilibrage des supercondensateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
4.4. Modélisation des supercondensateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
4.4.1. Détermination des paramètres de la branche principale . . . . . . 260
4.4.1.1. Identification de R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
4.4.1.2. Identification de C0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
4.4.1.3. Identification de K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
4.4.2. Paramètres de la branche lente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
4.4.2.1. Identification de R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
4.4.2.2. Identification de C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
4.5. Convertisseur DC/DC associé à un module de supercondensateurs . . . 264
4.6. Thermique des supercondensateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
4.6.1. Modélisation thermique des supercondensateurs . . . . . . . . . . 266
4.6.2. Modélisation par analogie thermique-électrique . . . . . . . . . . . 268
4.7. Composant hybride de stockage de l’énergie électrique LIC
(Lithium Ion Capacitor ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
4.8. Exercices corrigés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Chapitre 5. Les accumulateurs électrochimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
5.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
5.2. Les accumulateurs au plomb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
5.2.1. Principe de fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
10 Composants électrochimiques
5.2.2. Avantages et inconvénients de cette technologie . . . . . . . . . . 284
5.3. Les accumulateurs au nickel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
5.3.1. Accumulateur nickel-cadmium (Ni-Cd) . . . . . . . . . . . . . . . . 285
5.3.2. Accumulateur nickel-métal-hydrure (Ni-MH) . . . . . . . . . . . . 286
5.3.3. Accumulateur nickel-zinc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
5.4. Les accumulateurs au lithium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
5.4.1. Pourquoi le lithium ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
5.4.2. Principe de fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
5.4.3. Avantages et inconvénients de ces technologies . . . . . . . . . . . 290
5.4.4. La technologie lithium-ion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
5.4.5. La technologie lithium-métal-polymère . . . . . . . . . . . . . . . . 292
5.4.6. Autres technologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
5.4.6.1. Accumulateur lithium-phosphate . . . . . . . . . . . . . . . . 294
5.4.6.2. Accumulateur lithium-ion-polymère . . . . . . . . . . . . . . 294
5.5. Caractéristiques d’un accumulateur ou d’une batterie . . . . . . . . . . . 294
5.5.1. Capacité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
5.5.2. Résistance interne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
5.5.3. Tensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
5.5.4. Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
5.5.5. Etat de charge d’une batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
5.6. Modélisation d’une batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
5.6.1. Modèle de Thévenin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
5.6.2. Modèle de Thévenin amélioré . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
5.6.3. FreedomCar model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
5.7. Vieillissement des batteries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
5.8. Exercices corrigés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
Chapitre 6. Système électrique hybride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
6.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
6.2. Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
6.2.1. Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
6.2.2. Cas particulier du véhicule électrique hybride . . . . . . . . . . . . 308
6.2.3. Système électrique hybride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
6.3. Intérêts de l’hybridation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
6.3.1. Diagramme de Ragone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
6.3.1.1. Description générale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
6.3.1.2. Tracé du diagramme dans un cas générique . . . . . . . . . . 311
6.3.1.3. Localisation des tracés obtenus . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
6.3.2. Différents types d’énergie ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
6.3.3. Prise en compte de critères non énergétiques dans le choix
d’une solution hybride de stockage d’énergie électrique . . . . . . . . . . 317
6.4. Gestion des flux d’énergie dans un système hybridé . . . . . . . . . . . . 320
6.4.1. Stratégies basées sur une optimisation . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
6.4.1.1. Méthodes reposant sur une optimisation globale . . . . . . . 321
6.4.1.2. Méthodes applicables en temps réel . . . . . . . . . . . . . . . 322
6.4.2. Stratégies à base de règles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
6.4.3. Critères pour la supervision des flux énergétiques . . . . . . . . . . 324
6.5. Exemple d’application dans le domaine des transports :
la plate-forme ECCE (évaluation des composants d’une chaîne
de traction électrique) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
6.6. Exercices corrigés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
6.6.1. Diagramme de Ragone d’une batterie idéale . . . . . . . . . . . . . 328
6.6.2. Diagramme de Ragone d’un condensateur idéal . . . . . . . . . . . 330
6.6.3. Dimensionnement d’un véhicule électrique . . . . . . . . . . . . . 333
6.6.4. Gestion d’énergie dans un véhicule électrique . . . . . . . . . . . . 338
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353Côte titre : Fs/15055-15059 Composants électrochimiques : Électrolyseur, pile à combustible, supercondensateur, accumulateur [texte imprimé] / Marie-Cécile Pera ; Daniel Hissel . - Paris : Hermès science publications-Lavoisier, 2014 . - 1 vol. (355 p.) : ill. ; 24 cm. - (Génie électrique. Recherche, technologie, applications. Recherche, technologie, applications) .
ISBN : 978-2-7462-3813-8
Langues : Français (fre)
Catégories : Physique Mots-clés : Électrochimie
Électrochimie industrielle
Piles à combustible à hydrogène
Électrolyseurs
Condensateurs électrochimiques
AccumulateursIndex. décimale : 621.3 - Éclairage, électronique, électrotechnique, génie informatique, optique appliquée Résumé :
Nos besoins en objets électriques nomades sont croissants, et ceci dans une gamme étendue de puissance, allant du téléphone portable au véhicule électrique. Cet ouvrage s’intéresse aux moyens de stockage communément utilisés dans des systèmes hybrides et s’appuie sur des principes de base de l’électrochimie accessibles avec un bagage minimal de culture scientifique. Composants électrochimiques décrit les éléments de la filière hydrogène aboutissant à la notion de « batterie air/hydrogène », les principaux types d’accumulateurs et les supercondensateurs. Agrémenté de nombreux exercices, ce livre est destiné à un public d’industriels et d’enseignants désirant acquérir les bases physiques et technologiques pour appréhender ces systèmes.Note de contenu :
Sommaire
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Chapitre 1. Notions de base d’électrochimie à l’usage
du génie électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2. Descriptif rapide et principes de fonctionnement
des composants électrochimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2.1. Principe de fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2.2. Descriptif rapide des familles de composants . . . . . . . . . . . . 16
1.3. Réaction d’oxydo-réduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.4. Energie chimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.1. Enthalpie, entropie et énergie libre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.2. Enthalpie, entropie et énergie libre de formation . . . . . . . . . . 25
1.5. Potentiel ou tension d’électrode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.6. Potentiel réversible d’une cellule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.7. Densité de courant faradique et loi de Butler-Volmer . . . . . . . . . . . 28
1.8. Loi de Butler-Volmer pour une cellule complète . . . . . . . . . . . . . . 31
1.9. De la loi de Butler-Volmer à la loi de Tafel . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.10. Loi de Faraday . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
1.11. Modèle de transfert de matière de Nernst . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.12. Notion de courant limite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.13. Expression de la courbe de polarisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
1.14. Capacité de double couche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1.15. Impédance électrochimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1.16. Réactifs et produits en phase gazeuse. Pression totale,
pression partielle, fraction molaire et mélange . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
1.17. Exercices corrigés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.17.1. Calcul de la variation d’enthalpie lors de la formation
d’une mole d’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.17.2. Calcul de la variation d’entropie lors de la formation
d’une mole d’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
1.17.3. Calcul de la variation d’énergie libre lors de la formation
d’une mole d’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
1.17.4. Calcul du potentiel de Nernst pour une cellule
de pile à combustible PEMFC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
1.17.5. Equations de Faraday pour un accumulateur au Pb . . . . . . . . 53
1.17.6. Calcul de la masse d’eau consommée par une cellule
d’électrolyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Chapitre 2. Electrolyseurs d’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.2. Principes de fonctionnement des principaux électrolyseurs d’eau . . . . 60
2.3. Historique de l’électrolyse de l’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
2.4. Eléments technologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.4.1. La technologie alcaline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.4.2. La technologie PEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
2.4.3. La technologie SO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
2.4.4. Comparaison des trois technologies d’électrolyseur d’eau . . . . . 84
2.4.5. Spécifications d’un électrolyseur commercial . . . . . . . . . . . . 85
2.5. Approche théorique d’un électrolyseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.5.1. Eléments énergétiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.5.1.1. Eléments thermodynamiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.5.1.2. Impact des pertes irréversibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
2.5.1.3. Rendement d’un électrolyseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
2.5.2. Comportement électrique en régime quasi statique . . . . . . . . . 103
2.5.2.1. Potentiel réversible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
2.5.2.2. Surtension d’activation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
2.5.2.3. Surtension de transport des espèces . . . . . . . . . . . . . . . 107
2.5.2.4. Surtension ohmique (transport des charges) . . . . . . . . . . 114
2.5.2.5. Bilan du comportement quasi statique
d’un électrolyseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
2.5.3. Comportement électrique en régime dynamique fort signal . . . . 120
2.5.3.1. Couplage des phénomènes d’activation
et de double couche électrochimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
2.5.3.2. Dynamique des phénomènes de transport des espèces . . . . 122
2.5.3.3. Modèle dynamique fort signal d’un électrolyseur . . . . . . . 124
2.5.4. Comportement électrique en régime dynamique petit signal
(impédance) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
2.6. Caractérisation expérimentale du comportement électrique
d’un électrolyseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
2.6.1. Courbe de polarisation (caractérisation quasi statique) . . . . . . . 132
2.6.1.1. Escaliers de courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
2.6.1.2. Balayage en courant à très basse fréquence . . . . . . . . . . 134
2.6.1.3. Comparaison des deux techniques . . . . . . . . . . . . . . . . 134
2.6.2. Spectroscopie d’impédance
(caractérisation dynamique petit signal) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
2.6.3. Echelons de courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
2.6.4. Balayages en courant (caractérisation dynamique fort signal) . . . 137
2.6.5. Couplage des approches de caractérisation
(approche avancée) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
2.7. Procédés de paramétrisation des modèles . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
2.7.1. Approche combinatoire minimale
des caractérisations expérimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
2.7.2. Approche multispectres d’impédance . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
2.7.3. Approche multibalayages basses fréquences . . . . . . . . . . . . . 141
2.7.4. Vers une exploitation combinatoire optimale et systématique
des caractérisations expérimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
2.8. Association à une pile à combustible.
Concept de la « batterie à hydrogène » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
2.8.1. Considérations générales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
2.8.2. Caractéristique statique d’une batterie H2 /O2 . . . . . . . . . . . . . 146
2.8.3. Bande morte d’une batterie H2 /O2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
2.8.4. Etat des lieux succinct des développements industriels . . . . . . . 149
2.9. Quelques exemples d’applications des électrolyseurs . . . . . . . . . . . 151
2.9.1. Eléments sur la production d’hydrogène industriel
par électrolyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
2.9.2. Etat de l’art des applications couplant solaire photovoltaïque
et hydrogène ; zooms sur les projets français MYRTE, PEPITE
et JANUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
2.9.2.1. Etat de l’art des applications couplant
solaire photovoltaïque et hydrogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
2.9.2.2. Zooms sur les projets français MYRTE, PEPITE
et JANUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
2.10. Eléments sur le stockage de l’hydrogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
2.11. Conclusions et perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
2.12. Exercices corrigés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
8 Composants électrochimiques
Chapitre 3. Pile à combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
3.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
3.2. Classification des technologies de piles à combustible . . . . . . . . . . 180
3.2.1. Classification milieu acide/milieu basique . . . . . . . . . . . . . . 181
3.2.2. Classification en fonction de la température
de fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
3.2.3. Classification en fonction du type d’électrolyte . . . . . . . . . . . 183
3.2.3.1. Les piles PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell ) . . . . . . . . . 183
3.2.3.2. Les piles MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell ) . . . . . . . . 184
3.3. Pile à membrane échangeuse de protons (PEMFC) . . . . . . . . . . . . 185
3.3.1. Constitution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
3.3.2. Caractéristiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
3.3.2.1. Performances électriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
3.3.2.2. Le comportement dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
3.3.2.3. La gestion de l’eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
3.3.2.4. Sensibilité aux contaminants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
3.4. Pile à oxyde solide (SOFC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
3.5. Systèmes pile à combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
3.5.1. Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
3.5.2. Systèmes PEMFC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
3.5.2.1. Le circuit combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
3.5.2.2. Le circuit comburant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
3.5.2.3. Le circuit d’humidification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
3.5.2.4. Le circuit de gestion thermique . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
3.5.2.5. Bilan de puissance d’un système PEMFC . . . . . . . . . . . 207
3.5.3. Systèmes SOFC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
3.5.3.1. Le circuit combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
3.5.3.2. Le circuit comburant et la gestion thermique . . . . . . . . . 209
3.6. Applications des piles à combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
3.6.1. Applications portables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
3.6.2. Applications stationnaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
3.6.3. Applications transports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
3.6.3.1. Les applications aériennes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
3.6.3.2. Les applications maritimes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
3.6.3.3. Les applications terrestres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
3.7. Exercices corrigés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
3.7.1. Calcul du coût du platine pour une électrode . . . . . . . . . . . . . 219
3.7.2. Dimensionnement d’un module de pile à combustible
« standard » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
3.7.3. Calcul des débits de gaz réactifs en entrée de pile . . . . . . . . . . 220
Table des matières 9
3.7.4. Calcul du contenu en eau de l’air en entrée de pile
et en sortie de pile. Calcul du point de rosée en sortie de pile . . . . . . . 222
3.7.5. Calcul du rendement d’une PEMFC . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
3.7.6. Autonomie d’un sous-marin d’exploration . . . . . . . . . . . . . . 227
3.7.7. Alimentation d’une ferme en site isolé . . . . . . . . . . . . . . . . 229
3.7.8. Générateur à pile à combustible pour véhicule particulier . . . . . 233
Chapitre 4. Stockage de l’énergie électrique par supercondensateurs . . . 237
4.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
4.2. Fonctionnement et caractéristiques énergétiques
des supercondensateurs à doubles couches électriques . . . . . . . . . . . . . 239
4.2.1. Structure et fonctionnement d’un supercondensateur . . . . . . . . 240
4.2.2. Caractérisation électrique et énergétique
des supercondensateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
4.3. Dimensionnement des modules de supercondensateurs . . . . . . . . . . 249
4.3.1. Dimensionnement basé sur la puissance . . . . . . . . . . . . . . . 249
4.3.2. Dimensionnement basé sur l’énergie stockée
par le supercondensateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
4.3.3. Equilibrage des supercondensateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
4.4. Modélisation des supercondensateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
4.4.1. Détermination des paramètres de la branche principale . . . . . . 260
4.4.1.1. Identification de R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
4.4.1.2. Identification de C0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
4.4.1.3. Identification de K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
4.4.2. Paramètres de la branche lente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
4.4.2.1. Identification de R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
4.4.2.2. Identification de C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
4.5. Convertisseur DC/DC associé à un module de supercondensateurs . . . 264
4.6. Thermique des supercondensateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
4.6.1. Modélisation thermique des supercondensateurs . . . . . . . . . . 266
4.6.2. Modélisation par analogie thermique-électrique . . . . . . . . . . . 268
4.7. Composant hybride de stockage de l’énergie électrique LIC
(Lithium Ion Capacitor ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
4.8. Exercices corrigés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Chapitre 5. Les accumulateurs électrochimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
5.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
5.2. Les accumulateurs au plomb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
5.2.1. Principe de fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
10 Composants électrochimiques
5.2.2. Avantages et inconvénients de cette technologie . . . . . . . . . . 284
5.3. Les accumulateurs au nickel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
5.3.1. Accumulateur nickel-cadmium (Ni-Cd) . . . . . . . . . . . . . . . . 285
5.3.2. Accumulateur nickel-métal-hydrure (Ni-MH) . . . . . . . . . . . . 286
5.3.3. Accumulateur nickel-zinc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
5.4. Les accumulateurs au lithium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
5.4.1. Pourquoi le lithium ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
5.4.2. Principe de fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
5.4.3. Avantages et inconvénients de ces technologies . . . . . . . . . . . 290
5.4.4. La technologie lithium-ion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
5.4.5. La technologie lithium-métal-polymère . . . . . . . . . . . . . . . . 292
5.4.6. Autres technologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
5.4.6.1. Accumulateur lithium-phosphate . . . . . . . . . . . . . . . . 294
5.4.6.2. Accumulateur lithium-ion-polymère . . . . . . . . . . . . . . 294
5.5. Caractéristiques d’un accumulateur ou d’une batterie . . . . . . . . . . . 294
5.5.1. Capacité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
5.5.2. Résistance interne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
5.5.3. Tensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
5.5.4. Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
5.5.5. Etat de charge d’une batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
5.6. Modélisation d’une batterie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
5.6.1. Modèle de Thévenin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
5.6.2. Modèle de Thévenin amélioré . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
5.6.3. FreedomCar model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
5.7. Vieillissement des batteries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
5.8. Exercices corrigés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
Chapitre 6. Système électrique hybride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
6.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
6.2. Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
6.2.1. Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
6.2.2. Cas particulier du véhicule électrique hybride . . . . . . . . . . . . 308
6.2.3. Système électrique hybride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
6.3. Intérêts de l’hybridation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
6.3.1. Diagramme de Ragone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
6.3.1.1. Description générale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
6.3.1.2. Tracé du diagramme dans un cas générique . . . . . . . . . . 311
6.3.1.3. Localisation des tracés obtenus . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
6.3.2. Différents types d’énergie ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
6.3.3. Prise en compte de critères non énergétiques dans le choix
d’une solution hybride de stockage d’énergie électrique . . . . . . . . . . 317
6.4. Gestion des flux d’énergie dans un système hybridé . . . . . . . . . . . . 320
6.4.1. Stratégies basées sur une optimisation . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
6.4.1.1. Méthodes reposant sur une optimisation globale . . . . . . . 321
6.4.1.2. Méthodes applicables en temps réel . . . . . . . . . . . . . . . 322
6.4.2. Stratégies à base de règles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
6.4.3. Critères pour la supervision des flux énergétiques . . . . . . . . . . 324
6.5. Exemple d’application dans le domaine des transports :
la plate-forme ECCE (évaluation des composants d’une chaîne
de traction électrique) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
6.6. Exercices corrigés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
6.6.1. Diagramme de Ragone d’une batterie idéale . . . . . . . . . . . . . 328
6.6.2. Diagramme de Ragone d’un condensateur idéal . . . . . . . . . . . 330
6.6.3. Dimensionnement d’un véhicule électrique . . . . . . . . . . . . . 333
6.6.4. Gestion d’énergie dans un véhicule électrique . . . . . . . . . . . . 338
Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353Côte titre : Fs/15055-15059 Exemplaires (5)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité Fs/15055 Fs/15055-15059 livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/15056 Fs/15055-15059 livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/15057 Fs/15055-15059 livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/15058 Fs/15055-15059 livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/15059 Fs/15055-15059 livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleComptabilité électromagnétique 1
Titre : Comptabilité électromagnétique 1 : des concepts de base aux applications Type de document : texte imprimé Auteurs : Pierre Degauque (1946-....), Directeur de publication, rédacteur en chef ; Ahmed Zeddam (1952-....), Directeur de publication, rédacteur en chef Editeur : Paris : Hermès science publications-Lavoisier Année de publication : 2007 Collection : Collection technique et scientifique des télécommunications, ISSN 0221-2579 Importance : 2 vol. (483 p.) Présentation : ill., couv. ill. en coul. Format : 24 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-2-7462-1663-1 Note générale : Notes bibliogr. Index dans chaque vol. Langues : Français (fre) Catégories : Physique Mots-clés : Compatibilité électromagnétique
Bruit radioélectrique
Information, Théorie de l'
Radio : Interférence
Systèmes de télécommunicationsIndex. décimale : 621.3 Éclairage, électronique, électrotechnique, génie informatique, optique appliquée Résumé :
Pour faire face aux défis auxquels il est confronté, tout ingénieur CEM (compatibilité électromagnétique) doit être capable d'identifier les points critiques d'un système. Qu'il s'agisse d'une agression électromagnétique ou de procédures de tests, une parfaite maîtrise des mécanismes physiques à l'origine des perturbations potentielles est nécessaire.
Paru en deux volumes, Compatibilité électromagnétique : des concepts de base aux applications donne toutes les bases indispensables pour atteindre cet objectif en alliant description des phénomènes et modélisation, techniques de mesures et de protection, réglementation et normalisation. Un chapitre introductif aux communications numériques et à l'influence du bruit sur les performances des liaisons permet par ailleurs une ouverture de la CEM traditionnelle vers le monde des télécommunications.
Présentant de façon exhaustive les différentes facettes de la compatibilité électromagnétique, cet ouvrage a les caractéristiques d'un manuel de référence pour les étudiants de maîtrise ou d'école d'ingénieurs tout en étant une source inestimable d'informations pertinentes pour les ingénieurs expérimentés.Note de contenu :
Sommaire
Préface
Introduction
Sources de bruit
Couplage aux structures filaires
Annexes du chapitre 2
Pénétration et couplage dans les structures tridimensionnelles
IndexCôte titre : Fs/4018-4023 Comptabilité électromagnétique 1 : des concepts de base aux applications [texte imprimé] / Pierre Degauque (1946-....), Directeur de publication, rédacteur en chef ; Ahmed Zeddam (1952-....), Directeur de publication, rédacteur en chef . - Paris : Hermès science publications-Lavoisier, 2007 . - 2 vol. (483 p.) : ill., couv. ill. en coul. ; 24 cm. - (Collection technique et scientifique des télécommunications, ISSN 0221-2579) .
ISBN : 978-2-7462-1663-1
Notes bibliogr. Index dans chaque vol.
Langues : Français (fre)
Catégories : Physique Mots-clés : Compatibilité électromagnétique
Bruit radioélectrique
Information, Théorie de l'
Radio : Interférence
Systèmes de télécommunicationsIndex. décimale : 621.3 Éclairage, électronique, électrotechnique, génie informatique, optique appliquée Résumé :
Pour faire face aux défis auxquels il est confronté, tout ingénieur CEM (compatibilité électromagnétique) doit être capable d'identifier les points critiques d'un système. Qu'il s'agisse d'une agression électromagnétique ou de procédures de tests, une parfaite maîtrise des mécanismes physiques à l'origine des perturbations potentielles est nécessaire.
Paru en deux volumes, Compatibilité électromagnétique : des concepts de base aux applications donne toutes les bases indispensables pour atteindre cet objectif en alliant description des phénomènes et modélisation, techniques de mesures et de protection, réglementation et normalisation. Un chapitre introductif aux communications numériques et à l'influence du bruit sur les performances des liaisons permet par ailleurs une ouverture de la CEM traditionnelle vers le monde des télécommunications.
Présentant de façon exhaustive les différentes facettes de la compatibilité électromagnétique, cet ouvrage a les caractéristiques d'un manuel de référence pour les étudiants de maîtrise ou d'école d'ingénieurs tout en étant une source inestimable d'informations pertinentes pour les ingénieurs expérimentés.Note de contenu :
Sommaire
Préface
Introduction
Sources de bruit
Couplage aux structures filaires
Annexes du chapitre 2
Pénétration et couplage dans les structures tridimensionnelles
IndexCôte titre : Fs/4018-4023 Exemplaires (6)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité Fs/4023 Fs/4018-4023 Livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/4022 Fs/4018-4023 Livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/4021 Fs/4018-4023 Livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/4020 Fs/4018-4023 Livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/4019 Fs/4018-4023 Livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleFs/4018 Fs/4018-4023 Livre Bibliothéque des sciences Français Disponible
DisponibleComptabilité électromagnétique 2
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PermalinkÉcoulements et réactions chimiques, 1. Écoulements et réactions chimiques / Roger Prud'homme
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