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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Kamal Al-Haddad


PLAN DE COURS

Hiver 2021
SYS864 : Sujets spéciaux II : génie électrique (3 crédits)
SYSTEMES ENERGIES RENOUVELABLES


Modalités de la session d’hiver 2021


Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2021, les modalités suivantes seront appliquées :


La plupart des cours de la session d'hiver seront donnés à distance. Les autres seront donnés en présence si la situation socio-sanitaire le permet. Cette information est disponible sur l’horaire de la session d’hiver diffusé sur le site de l’ÉTS ainsi que sur Cheminot.

L’étudiant inscrit à un cours à distance doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. L’étudiant doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.


Les cours à distance pourraient être enregistrés, à la discrétion de l’ÉTS, afin de les rendre disponibles aux étudiants inscrits aux cours.


La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l'ÉTS.


Les examens intra se feront normalement à distance. Les examens finaux se feront normalement en présence si la situation socio-sanitaire le permet.


Pour les examens (intra, finaux) qui devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.

Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’hiver 2021, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et que, si requis, elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour tout ou partie de la session d’hiver 2021.

Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.

En vous inscrivant ou en demeurant inscrit, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2021.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 17 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 31 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours

Sujets d'intérêt majeur dans le domaine du génie électrique et familiarisation avec les derniers développements technologiques dans un ou plusieurs domaines de pointe. Sujets particuliers dans différentes spécialités du génie électrique.




Objectifs du cours

A la fin du cours l’étudiant sera en mesure :

  • De comprendre l’évolution de l’électronique de puissance dans le control de la compensation de la qualité de l’énergie, dans le transport de l’énergie et dans le control des vitesses des moteurs AC,
  • D’identifier, d’analyser et de comprendre l’utilité des différents convertisseurs,
  • Modélisation mathématique des différents convertisseurs,
  • De concevoir selon les conditions réelles d’exploitation des micro-réseaux pour l’alimentation des charges connectées ou isolées.

 




Stratégies pédagogiques

En classe :

Hors classe (le dossier de cours) :

  • Énoncés magistraux

 

Préparation au cours

  • Périodes de questions et discussions

 

Lecture complémentaire (documents en F&A)

  • Séminaires avec invités
  • Mise à niveau

 

Étude et recherche

Préparation d’une monographie

  • Évaluation formative (discussions)

 

Préparation du séminaire

  • Évaluation sommative

 

Recherche bibliographique

 

Les énoncés magistraux s’étendent, en moyenne, sur la moitié du temps de classe.  Ils sont soutenus par des documents visuels, particulièrement des transparents, notes de cours, projections électroniques.  Ils visent à exposer la théorie mais surtout à en présenter les applications, à préciser des concepts et enfin à stimuler l’intérêt pour cette discipline.

Les questions sont adressées dans les deux sens.  D’une part, le professeur ou son invité effectue des pauses pour permettre de vérifier la transmission de la matière et adresse aussi des questions spécifiques à des individus.  D’autre part, les étudiants sont invités à interrompre le cours des énoncés dès qu’une difficulté survient.  Par ailleurs, lorsque des questions, suggestions ou revendications doivent être adressées au professeur à l’extérieur de la classe, les étudiants sont invités à utiliser le courrier électronique.

Les séminaires sont des tables rondes auxquelles un invité spécialiste de l’extérieur participe en prononçant une allocution pour ensuite répondre à des questions, poser des questions susceptibles de lancer un débat, modérer un débat, apporter des précisions et des faits pour éclairer le jugement et les décisions des participants.

Les multiples exemples vont permettre à l’étudiant gradué de s’initier aux concepts fondamentaux des sources d'énergies renouvelables ( modélisation, commamndes,  etc.) en vue de greffer ce savoir aux notions d’énergies  présentées dans le cours.  Elles permettent aussi de se familiariser avec les notions de base en électricité (puissance, énergie, contrôle, conversion,  courant DC et AC, etc.).

 




Utilisation d’appareils électroniques

Matériels et logiciels 

  • Un ordinateur personnel
  • Installation de Matlab 2019b
  • Plateforme d’enseignement à distance : Zoom

 

 




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Jeudi 08:30 - 12:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Abdelhamid Hamadi Activité de cours cc-Abdelhamid.HAMADI@etsmtl.ca A-2760



Cours

Cour No

Description

Heures

1

De comprendre l’évolution de l’électronique de puissance dans le control de la compensation de la qualité de l’énergie, dans le transport de l’énergie et dans le control des vitesses des moteurs AC

 

3

2

Production d’énergies solaire : Panneaux photovoltaïques

2.1 Cellule photovoltaïque

2.2 Différents types de panneau photovoltaïque

2.3 Paramètres d’une cellule photovoltaïque

2.4 Modélisation d’une cellule photovoltaïque

2.5 Méthodes STC et NOCT

2.6 Energie solaire, constante solaire et masse d’air (AM)

2.7 Angle Solaire, heures d’ensoleillement et orientation

2.8 Exercices d'application

2.9 Panneau photovoltaïque (modèle de Matlab)

3

3

Commande et modélisation des différents éléments du micro-réseau monophasé connecté au réseau électrique

3.1 Différents types d’algorithmes pour le Maximum Point Tracking (MPPT) d’un panneau photovoltaïque,

3.2 Modélisation et commande du convertisseur d’énergie dc/dc

3.3 Modélisation et commande des convertisseurs d’énergie dc/ac :

 Modélisation mathématique du convertisseur dc/ac

 Commandes indirecte et indirecte dans le plan dq

 Élaboration des lois de commandes du convertisseur

 Calcul des paramètres des convertisseurs

 Exemple de calcul d’un micro-réseau pour avoir le concept à consommation nulle (Netzero house)

 Validation par simulation

   

6

4

Commande et modélisation des différents éléments du micro-réseau monophasé non connecté au réseau électrique (mode isolé)

 

4.1 Commande et modélisation du convertisseur d’énergie dc/ac :

Modélisation mathématique des convertisseurs dc/ac

Commande non linéaire et commande dans le plan dq

Élaboration des lois de commandes du convertisseur

Calcul du filtre de sortie,

Exemple de calcul d’un micro-réseau pour avoir une autonomie d’alimentation d’une résidence

Validation par simulation

 

3

5

Commande et modélisation des différents éléments du micro-réseau triphasé connectés au réseau électrique

5.1 Commande et modélisation du convertisseur d’énergie dc/a :

 Modélisation mathématique des convertisseurs dc/ac

 Commande indirecte, commande non-linéaire et commande PQ

 Élaboration des lois de commandes des convertisseurs,

 Calcul des paramètres des convertisseurs,

 Exemple de calcul d’un micro-réseau pour avoir le concept à

 consommation nulle (Netzero house) d’alimentation d’une résidence

       Validation par simulation

6

6

Commande et modélisation des différents éléments du micro-réseau triphasé non connecté au réseau électrique

      6.1 Commande et modélisation du convertisseur d’énergie dc/ac  :

 Modélisation mathématique des convertisseurs dc/ac

 Commande non-linéaire

 Élaboration des lois de commandes des convertisseurs

 Calcul des paramètres des convertisseurs

 Exemple de calcul d’un micro-réseau pour avoir une autonomie

 d’alimentation d’une résidence

 Validation par simulation

6

7

Modélisation et commande d’une éolienne connectée à une génératrice triphasée à aimants permanents (PMSG) connectée au réseau électrique triphasé

7.1 Modélisation de génératrice triphasée à aimants permanents (MSAP, PMSG)

7.2 Commande vectorielle d’une génératrice triphasée à aimants permanents

7.3 Modélisation et commande d’un groupe diesel

7.4 Exemple de calcul du micro-réseau

3

8

Modélisation et commande d’une éolienne connectée à une génératrice triphasée à double alimentation (DFIG) connectée au réseau électrique triphasé

8.1 Modélisation d’une génératrice triphasée asynchrone

8.2 Commande indirecte à flux orienté de la génératrice triphasée asynchrone

8.3 Exemple de calcul du micro-réseau

8.4 Validation par simulation

 

3

9

Introduction de logiciel de gestion d’énergies et d’optimisation des sources d’énergies (Logiciel stateflow, Logiciel HOMER)

9.1 Logiciel stateflow

9.2 Logiciel HOMER

6

 

Total

39




Laboratoires et travaux pratiques

N/A

 




Évaluation

Examen intra

30%

le 18 février 2021

Examen  final

30%

 

3 Devoirs

15%

 

Projets

25%

 

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 18 février 2021



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

N/A




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur de département. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

Aucune




Ouvrages de références

Cours ELE 355, Électronique de puissance 1, ÉTS

Power Quality Problems and Mitigation Techniques de  Bhim Singh Ambrish Chandra Kamal Al-Haddad Vijay.K, Sood, “HVDC and FACTS controller”

Power Electronics for Renewable Energy Systems, Transportation and Industrial Applications (Wiley - IEEE), by Haitham Abu-Rub and Mariusz Malinowski 2014

1 . Livres et monographies

Roger Kaller, Jean-Marc Allenbach, La traction électrique, Presse Polytechniques et universitaires Romandes, 2000

Revues Technique de l’ingénieur 2005 et les années subséquentes

 

2.  Articles

 

Beaudet, Alexandre. “Competing Pathways for the Decarbonisation of Road Transport: A Comparative Analysis of Hydrogen and Electric Vehicles”, Thèse de doctorat, Imperial College London, 2010.

Gibbins, J., Beaudet, Al, et al. “Electric Vehicles for Low-carbon Transport” Energy - Proceedings of the Institution of Civil Engineers, 2007.

Ruelland, Francois, and Kamal Al-Haddad. "Two Methods for the Optimization of Subway Tunnel Profiles." 2006 Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering. 2006. Renewable Energy, Journal

Ruelland, François, and Kamal Al-Haddad. "Simulation and optimization of subway tunnel profiles." Industrial Electronics, 2005 IEEE ISIE.

Ruelland, Francois, and Kamal Al-Haddad. "Power peak shaving for a subway an opportunity study." 2009 IEEE Electrical Power&Energy Conference (EPEC). 2009. Biomass & Bioenergy, Journal

Hamimi, Amina N., François Ruelland, and Kamal Al-Haddad. "Resonance effect of insulated negative current rail in a subway network." Mathematics and Computers in Simulation 81.2 (2010): 382-393. Geothermics, Journal

Ruelland, Francois, and Kamal Al-Haddad. "Reducing subway's energy." 2007 IEEE Canada Electrical Power Conference. 2007. Energy Conversion and Management, Journal

Ruelland, Francois, and Kamal Al-Haddad. "Factors for an LRV voltage booster simulation." IECON 2012-38th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society. 2012. Energy, Journal

Naghizadeh Nina, Ruelland Francois and Kamal Al-Haddad ‘’Converter Design for a Railway Voltage Booster Using Two Simulators’’, 2015 IEEE Vehicular Power and Propulsion Conference

Haitham Abu Rub, Mariusz Malinowski, Kamal Al-Haddad, Power Electronics for Renewable Energy Systems, Transportations and Industrial Applications, Willey-IEEE, 2014.

Bhim Singh, Ambrish Chandra, Kamal Al-Haddad, Power Quality Problems and mitigation techniques, Wiley, 2015




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca/




Autres informations

 

Courriel « ÉTUDIANTS-PROFESSEURS »

 

Le Service des technologies de l’information, en collaboration avec les départements et le Service des enseignements généraux, vous présentent leur service de « courriel étudiants-professeurs ».

 

Cet outil vise à augmenter la quantité de services offerts aux étudiants et à favoriser un échange accru d’informations entre les étudiants et les professeurs. Chaque étudiant disposera d’une boîte de courriel (15 MB) et d’une adresse normalisée. Chaque professeur pourra ainsi communiquer avec un étudiant ou avec l’ensemble des étudiants inscrits à son cours.

 

a) clientèle cible :

            Tous les étudiants inscrits à chaque session.

 

b) accessibilité :

            - à partir d’un fureteur quelconque sur le site WEB de l’ÉTS sous la rubrique :

                GUICHET INTERACTIF.

- à partir d’un fureteur quelconque à l’adresse suivante :

       http://webmail.ens.etsmtl.ca

- à partir d’un logiciel client en mode POP3 ou MAPI :

serveur entrant : webmail.ens.etsmtl.ca

serveur sortant : le serveur SMTP de votre fournisseur Internet.

 

c) authentification au système de courriel :

À chaque session de travail, le système de courriel vous demandera de vous identifier; une fenêtre (Mot de passe réseau) apparaîtra et vous devrez fournir à la rubrique :

                        Nom de l’utilisateur : votre code d’accès universel;

                        Mot de passe : votre NIP (utilisé dans ChemiNot).

 

Pour connaître votre code d’accès universel. Allez dans ChemiNot, sous l’onglet intitulé : Info. générales. La forme générale de ce code est la suivante : AA99999. Si vous avez oublié votre NIP, allez au Bureau du registraire.

 

Avec la création de votre boîte de courriel, le système de courriel vous a également créé une adresse électronique dite « normalisée » que vous pouvez diffuser. Elle a la forme suivante : Prénom.nom.99@ens.etsmtl.ca (disponible dans ChemiNot).

 

Notez que cette adresse normalisée ne contient pas de caractères accentués, ni de caractères spéciaux comme par exemple : l’apostrophe et l’espace (les logiciels de courriel ont horreur de ces caractères).

 

Bonne utilisation.

 

Service de l’informatique et des télécommunications

23.04.2002