PRÉSENTATION DE LA RECHERCHE

AXE ÉNERGIE

Créé en 2012, l’axe Energie s’articule autour de deux thèmes de recherche :

  • La production d’énergie;
  • L’efficacité énergétique dans les bâtiments.

Ces activités sont en phase avec les enseignements proposés en fin de cursus :

Les enseignants-chercheurs de l’axe Energie sont  accueillis, soit au sein de l’Institut d’Electronique et des Systèmes (IES) de l’Université Montpellier, soit au sein  du laboratoire CREIDD de l’UTT (Troyes).

THEMES DE RECHERCHE

1/Production d’énergie

  • Production d’électricité
    • Durabilité des cellules solaires sous forte concentration et développement de solution de dissipation des effets thermiques ;
    • Caractérisation des cellules photovoltaïques nouvelle génération fonctionnant sous concentration (mesure de la conductivité thermique).

Photovoltaique

  • Production d’énergie thermique
    • Développement de micro-sources d’énergie à partir de l’énergie ambiante perdue (vibrations mécaniques) pour alimenter des capteurs et objets communicants ;
    • Modélisation de solution de stockage et de revalorisation énergétique de l’énergie dissipée dans des systèmes électroniques ;
    • Développement de solution de rafraîchissement et climatisation : solutions passives (Matériaux à Changement de Phase) et rafraichissement solaire - Stirling, machine à absorption.

Développement et optimisation des systèmes de rafraîchissement

2/Efficacité énergétique dans les bâtiments

  • Matériaux et modélisation
    • Caractérisation des propriétés des matériaux utilisés dans l’écoconstruction ;
    • Modélisation dynamique multi-échelles du comportement énergétique du bâtiment.

Efficacité énergétique dans les bâtiments

  • Efficacité et confort
    • Conception et réalisation de capteurs à bas coût pour la mesure de l’efficacité énergétique et l’étude du confort thermique ;
    • Analyse d’image pour la détection d’anomalies (thermique…) dans l’habitat grâce à des approches probabilistes ;
    • Etude du confort thermique permettant l’évaluation du ressenti humain, intégré à un outil d’audit énergétique du bâtiment.

Efficacité et Confort

Capteur multifonctionnel développé par le laboratoire IES de Montpellier

MEMBRES

MEMBRES PERMANENTS

Nicolas CamaraNicolas CAMARA : Nicolas Camara a obtenu en 2001 un diplôme d’Ingénieur de l’École Nationale Supérieure de Physique de Marseille (École Centrale Marseille), puis en 2006 un Doctorat aux laboratoires IMEP (INP-Grenoble) et FORTH (Université de Crête) en Micro-Nano Electronique. De 2007 à 2010, Nicolas Camara a effectué un séjour postdoctoral au Centre National de Microélectronique de Barcelone sur des thématiques liées aux matériaux semi-conducteurs innovants pour l'électronique de puissance (Carbure de Silicium) et la nano-électronique (Graphene). Après une année en tant qu'ATER à l'Université de Montpellier au laboratoire Charles Coulomb, il a obtenu en 2011 un poste de Maitre de Conférences à l'Université de Tours et a effectué ses recherches au laboratoire GREMAN dans le domaine de la récupération d'énergie par l'intermédiaire de nanofils piézoélectriques. 
Depuis Septembre 2016, Nicolas CAMARA effectue ses recherches à l’EPF de Montpellier en collaboration avec l'IES pour la mise en œuvre de micro sources d’énergie, brique indispensable au déploiement de réseaux de capteurs communicants autonomes.   

Mots clés : Nanotechnologies, Semi-conducteurs, Microélectronique, Récupération d'énergie.  

Antoine GademerAntoine GADEMER : Antoine Gademer a obtenu en 2005 un diplôme d’Ingénieur ESIEA. Il a ensuite obtenu un Master 2 Recherche Sciences de l’Information Géographique (UMLV / ENSG), puis un Doctorat aux laboratoires GTMC (Université Paris-Est) et ATIS (ESIEA) dans le domaine des Sciences de l’Information Géographique.

Antoine GADEMER effectue ses recherches à l’IES. Ses activités de recherche participent à la mise en œuvre d'un capteur complexe (chaleur, hygrométrie, ...) conçu par l'IES pour la cartographie du bâtiment EPF de Troyes et d’un bâtiment témoin de Montpellier. Ce projet pourra bénéficier d'un porteur (roulant en intérieur, volant en extérieur) capable d'égo-localisation afin d'automatiser et de géolocaliser la prise de mesure.

Mots clés : Algorithmique et Programmation, Électronique numérique, Télédétection, Micro-Robots d’exploration (UGV, USV, UUV, UAV), Charges utiles spécialisées, Traitement d’image. 

Nadia MartajNadia MARTAJ : Nadia Martaj a obtenu une Maîtrise des Sciences et Techniques en Energétique en 2000 à la Faculté des Sciences et Techniques de Casablanca (Maroc). Elle a ensuite obtenu en 2004 un DEA en Ingénierie Mécanique et Thermique à l’Université Paris Ouest (Nanterre-La Défense). Elle a obtenu en 2008 un Doctorat au laboratoire LEME (Laboratoire Energétique, Mécanique et Electromagnétisme) dans la spécialité Energétique/Génie des procédés. Depuis 2012, elle est enseignante-chercheuse à l’EPF-Ecole d’Ingénieurs à Montpellier. 
Nadia MARTAJ effectue actuellement ses recherches à l'EPF de Troyes. Ses domaines de recherche concernent la simulation des performances thermiques des bâtiments, les cellules photovoltaïques, les moteurs Stirling, les optimisations énergétiques et les machines de réfrigération.

Mots clés : Simulation, Optimisation, moteur Stirling, Energétique du bâtiment, Cellules photovoltaïques, Energies renouvelables.

Abdelatif MerabtineAbdelatif MERABTINE : Abdelatif Merabtine a obtenu en 2008 un diplôme d’Ingénieur en Génie Mécanique à l’Ecole Nationale Polytechnique (Alger). Il a ensuite obtenu un diplôme de M2R en Energétique et Propulsion Aérospatiale à l’Université Paris Ouest (Nanterre) puis un Doctorat à l’Université de Lorraine (Nancy) dans le domaine de l’énergétique du bâtiment.
Abdelatif MERABTINE effectue ses recherches au sein de l'Institut Charles Delaunay (Laboratoire CREIDD) à l’Université de Technologie de Troyes. Ses activités de recherche l’étude du comportement énergétique de l’enveloppe et des systèmes énergétique associés au bâtiment en vue de l’optimisation énergétique. 

Mots clés : transfert thermique, thermique du bâtiment, approche systémique, efficacité énergétique du bâtiment.

Sandrine PinceminSandrine PINCEMIN : De formation de base ingénieur en mécanique énergétique (2002, Polytech’Marseille), Sandrine PINCEMIN a obtenu en 2007 un Doctorat en énergétique et génie des procédés de l’université de perpignan Via Domitia. Les travaux ont été réalisés au laboratoire PROMES Perpignan (PROcédés Matériaux et Energie Solaire, 66) et avait pour objectif de développer une gamme de matériaux composites (sel inorganique + graphite) pour le stockage d’énergie pour les procédés solaires à concentration et la production d’électricité. Elle a ensuite travaillé de 2007 à 2012 comme Ingénieur Etudes & Recherche au CSTB Pôle Energie renouvelables (Sophia Antipolis, 06). Dans le domaine du stockage d’énergie (Thermique et électrique) pour les bâtiments à basse consommation et à énergie positive en lien avec le Grenelle de l’environnement.

Sandrine PINCEMIN effectue actuellement ses recherches au sein de l’Institut d’Electronique et des Systèmes (UMR CNRS 5214) à l’Université de Montpellier 2. Ses domaines de recherche concernent la production d’électricité par les cellules solaires photovoltaïques à concentration, le bâtiment (identification des besoins du bâtiment méditerranéen, la modélisation thermique/électrique du bâtiment méditerranée et optimisation), le stockage de l’énergie, la valorisation et l’autoconsommation des énergies renouvelables.

Mots clés : Simulation, Optimisation, Cellules solaires à concentration, Energétique du bâtiment, Energies renouvelables stockage de l’énergie, matériaux à changement de phase

COLLABORATIONS

La recherche au sein de l’axe Energie se fait au sein de l’IES en collaboration avec le laboratoire LEME de l’université de Paris Ouest-Nanterre-La Défense, Laboratoire LMT de l’ENS de Cachan, et au sein du laboratoire CREIDD de l’UTT.

MOYENS D’ESSSAIS

Dans le but de modéliser et simuler des machines thermiques intégrées au bâtiment, l’axe Energie s’appuie sur les logiciels suivants :

  • MATLAB/Simulink/SimPowerSystems : modélisation et simulation des systèmes dynamiques très complexes ;
  • LabVIEW : développement d’applications d’acquisition, analyse de données de mesure et de contrôle ;
  • COMSOL Multiphysics : modélisation et optimisation des systèmes thermiques (machines, bâtiment, etc.).

L’axe Energie participe à l’équipement en capteurs (température, luminosité, hygrométrie, CO2)   du nouveau bâtiment BBC de l’EPF (CG 10, Grand Troyes) comme moyen d’essai échelle 1 pour les études de thermique du bâtiment et du confort de l’occupant.
A moyen terme, l’EPF souhaite développer, sur le campus de Montpellier, un laboratoire d’énergétique en propre, avec des moyens d’essai bien ciblés autour des activités présentées ci-dessus.

PUBLICATIONS

1. Livres

  1. N. Martaj, M. Mokhtari, “Apprendre et maîtriser LabVIEW par ses applications”, ISBN 978-3-642-45335-9, Ed. Springer, 2014.
  2. S. PINCEMIN, participation à l’ouvrage "Le stockage de l’énergie", livre coordonné par P. Odru, Dunod., 2e édition 2013

2. Revues à comité de lecture et à diffusion internationale

  1. N. Martaj, P. Rochelle, "1D modelling of an alpha type Stirling engine", International Journal for Simulation and Multidisciplinary Design Optimization (IJSMDO), Volume 5, A07, 2014
  2. N. Martaj, L. Grosu, P. Rochelle, A. Mathieu, M. Feidt, “Simulation of a Stirling engine used for a micro solar power plant : 0-D modelling, comparison with 1-D modelling”, Environmental Engineering and Management Journal (EEMJ), accepté en septembre 2014.
  3. H. Park; M. Ruellan; N. Martaj; R. Bennacer; E. Monmasson,“Generic Thermal Model of Electrical Appliances In Thermal building: Application to the Case of a Refrigerator”, Energy and Buildings 62 p. 335–342, 2013.
  4. H. Park, N.Martaj, M.Ruellan, R. Bennacer and Eric Monmasson, “Thermal Modeling of a Building System and its Parameter Identification”, JEET, Journal of Electrical Engineering & Technology, Vol. 8, No. 6, ISSN:1975-0102, 2013.
  5. A. Merabtine, R. Benelmir, El Ganaoui M. "Pseudo-bond graph model for the analysis of the thermal behavior of buildings", Thermal Science, 17(3) 723-732, 2013
  6. A. Merabtine, R. Benelmir, "Modeling of the RHC system with Bond Graphs approach", International Journal of Thermal and Environmental Engineering,  5(2) 145-153, 2013.

3. Colloques internationaux avec actes

  1. N. Martaj, P. Rochelle, "Modélisation 1D d’un moteur Stirling de type Alpha", colloque francophone en énergie, environnement, économie et thermodynamique, COFRET'14, CNAM Paris, 23-25 avril 2014.
  2. E. Giudicelli, N. Martaj, R. Bennacer, Y. Cuminal, et P. Combette,"Caractérisation thermique des cellules photovoltaïques multi-jonctions par la méthode 3w", Congrès Français de thermique, SFT'14, Lyon, 3-6 juin 2014.
  3. S. Pincemin, E. Giudicelli, N. Martaj, A. Perona, Y. Cuminal, "Multi-junction PV cells based on antimonide materials for concentrated solar application : study of the thermal behavior", Proceeding of CPV 10 international conference, Albuquerque, 2014.
  4. E. Giudilli, N. Martaj, A. Perona, S. Pincemin and Y. Cuminal, “Study of the thermal behavior of solar cells based on GaAs», International COMSOL Conference, Rotterdam, 2013.
  5. H. Park, N.Martaj, M.Ruellan, R. Bennacer and Eric Monmasson, “Thermal Modeling of a Building System and its Parameter Identification”, JEET, Journal of Electrical Engineering & Technology, Vol. 8, No. 6, ISSN:1975-0102, 2013.
  6. N. Martaj, L. Grosu, P. Rochelle, Modélisation 1D d'un moteur Stirling de type Alpha, poster SFT,2013.

4. Conférences - Séminaires - Cours

  • Sandrine Pincemin "COMPOSITE MADE OF PHASE CHANGE MATERIALS AND GRAPHITE FOR CPV CELLS THERMAL MANAGEMENT AND COOLING" Congrès des Matériaux Montpellier 24 Novembre- 28 Novembre 2014