Offre de IFP Energies nouvelles

Sujet

Contrôle d’un moteur à allumage commandé à très haut rendement

Contexte

La plupart des pays de l'UE réduiront leurs émissions de CO2 par km d'au moins 40% d'ici à 2025. Pour atteindre cet objectif ambitieux, il est nécessaire de réduire la consommation de carburant grâce au développement de nouvelles technologies dans l'industrie automobile. L'électrification des véhicules est l'un des principaux leviers pour atteindre une telle réduction, notamment à travers l'hybridation des chaines de traction. Cela implique qu'en 2030, environ 90 % des véhicules dans le monde seront encore équipés d'un moteur à combustion interne. L'essence représentera la majeure partie de la production et certains efforts de R&D doivent encore être concentrés sur les moteurs thermiques afin d'améliorer encore l'efficacité des groupes motopropulseurs hybrides. L'efficacité des moteurs à allumage commandé peut être considérablement améliorée en utilisant des mélanges pauvres. Toutefois, les processus d'allumage et de propagation de la flamme sont tellement limités dans les mélanges dilués qu'une limite maximale de dilution pour les moteurs à essence est généralement atteinte pour des valeurs de lambda d'environ 1,5. L'atteinte de l'objectif de 50 % de rendement dépend en grande partie de la capacité d'étendre la limite pauvre à des régions qui ne sont pas atteintes aujourd'hui (lambda 2). La limite est définie par la limite de stabilité de combustion. Au-delà de cette valeur critique, les fluctuations d'un cycle à l'autre pendant la phase d'allumage et la phase de propagation de la flamme entraînent non seulement une diminution du couple produit, mais aussi une augmentation des émissions polluantes. Afin de tirer le meilleur parti de cette technologie, un contrôle avancé de la combustion est nécessaire.

Description des travaux

De nombreux problèmes de contrôle doivent être résolus en ce qui concerne cette nouvelle technologie :

  • Le contrôle de la stabilité de la combustion pour maximiser l'efficacité. L'utilisation d'un capteur de pression dans le cylindre pourrait fournir une information en temps réel sur le niveau de stabilité.
  • Le contrôle transitoire du système d'air. Un niveau élevé de suralimentation implique une architecture complexe du système d'air (eturbo).
  • Une combustion très pauvre est utilisée sur une plage de fonctionnement moteur limitée, une bonne gestion du passage de mode entre les combustions pauvre et lambda 1 est alors primordiale.
  • Par ailleurs, l'architecture hybride implique de grands transitoires du moteur (notamment le démarrage du moteur) et un contrôle efficace de ces phases.

IFP Energies nouvelles mène actuellement un grand projet européen qui vise à développer un moteur à allumage commandée utilisant une combustion extra-pauvre. Le moteur devrait faire partie d'un groupe motopropulseur hybride. L’apprentissage s'inscrira dans ce cadre. Au sein de la Direction des Sciences et technologies du numérique, l'étudiant travaillera en étroite collaboration avec des ingénieurs en contrôle, en simulation et en combustion. L'objectif sera de développer une plateforme de simulation du moteur, ainsi que des stratégies de contrôle de conception pour les moteurs à allumage commandé ultra-pauvre, avec une possibilité de publier et de breveter le travail produit.

Profil recherché

  • ingénieur généraliste de grande école
  • intérêt pour le domaine du contrôle et des technologies moteur
  • curiosité, goût du travail en équipe

Point de contact et  information