Sébastien Delprat
- INSA Institut National des Sciences Appliquées Hauts-de-France (INSA Hauts-De-France)
- Laboratoire d'Automatique, de Mécanique et d'Informatique industrielles et Humaines - UMR 8201 (LAMIH)
- Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)
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sebastien-delprat
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0000-0002-6860-0278
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060313080
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194869651
- ISNI : 0000000357161916
- ResearcherID : A-2528-2010
Présentation
Transition vers l’électrification et les transports durables
Mes travaux de recherche ont historiquement porté sur l’optimisation énergétique des systèmes. Ils couvrent plusieurs applications telles que l’optimisation de trajectoires dans le domaine des transports (gestion énergétique de navires, réduction des émissions liées au freinage pour le ferroviaire) et le contrôle actif de sillage.
En simulation, générer une trajectoire d’état pour la gestion énergétique d’un véhicule hybride revient à résoudre un problème de contrôle optimal sous contraintes d’état (par exemple les limites de l’état de charge de la batterie), avec des actions de commande discrètes (sélection de rapport, activation ou arrêt du moteur thermique) et continues (répartition couple/puissance entre moteur thermique et machine électrique) afin de déterminer la consommation minimale pour un véhicule donné sur un trajet prédéfini. Dans le cadre d’une collaboration avec TU Eindhoven (Pays-Bas), une étude a mis en évidence l’existence d’une infinité de solutions optimales pour un cas particulier mais largement rencontré lors de l’utilisation de modèles par morceaux linéaires, notamment lorsque la consommation de carburant ou la puissance de la machine électrique sont calculées par interpolation sur des cartes de rendement. La thèse de M. Sanchez Pantoja, soutenue en décembre 2020, s’est concentrée sur l’usage de fonctions de pénalité externes.
La transition rapide imposée aux constructeurs vers l’électrification m’a conduit à réorienter mes activités vers des solutions de transport propres localement. Ces travaux sont menés en partie dans le cadre d’activités transversales pluridisciplinaires avec le département de Mécanique.
Contrôle actif de sillage pour l’automobile
Un premier axe de recherche concerne le contrôle actif de sillage pour les automobiles. Ce travail associe des spécialistes de mécanique des fluides et des automaticiens, dans le but de réduire la consommation énergétique des véhicules en diminuant la traînée aérodynamique grâce au contrôle actif. Ma contribution porte principalement sur les techniques de commande et mon expertise en applications automobiles.
Dans ce contexte, un démonstrateur équipé d’actionneurs (jets d’air pulsés) a été développé, comme illustré sur la Figure 3 (véhicule Twingo). Cette illustration présente la démarche adoptée. Les défis scientifiques et technologiques sont nombreux, allant du manque de modèles utilisables pour la commande au développement d’actionneurs spécifiques.
Les premiers travaux ont porté sur la commande sans modèle appliquée au corps d’Ahmed, ainsi que sur des essais en piste et en soufflerie sur le prototype. L’objectif final est de développer des observateurs à entrées inconnues afin d’estimer dynamiquement la traînée et de la réguler en boucle fermée.
Cette collaboration a donné lieu à une thèse en co-encadrement (B. Plumejeau, soutenue en 2020) et à une thèse CIFRE avec ALSTOM (T. Amman).
Contributions au projet CPER Ritmea
Dans le cadre du projet CPER Ritmea (Axe 2), je suis responsable de l’acquisition, dans le programme 2024, d’un véhicule utilitaire léger électrique robotisé. Cette plateforme permettra d’approfondir les recherches sur le contrôle actif de sillage et le contrôle des véhicules autonomes.
Je suis également en charge de l’acquisition d’un banc d’essais hybride pile à combustible, dédié à la fois à la commande bas niveau (régulation pression, température) et à la gestion énergétique (couplage pile à combustible ↔ batterie). Ce banc complétera nos moyens expérimentaux et s’inscrit dans une collaboration avec le département de Mécanique (C. Morin) sur la gestion thermique et son intégration avec la gestion énergétique (ANR Altos).
ANR Reactive (Real world Enhanced Assistance and Control for Intermediate Vehicles)
Les véhicules hybrides légers à propulsion humaine (Human Hybrid Lightweight Vehicles, HHLV) constituent une alternative efficace et à faibles émissions pour les déplacements courts et moyens, en particulier dans les zones urbaines denses où l’espace est limité et où les véhicules conventionnels sont moins adaptés. En tant que solution de mobilité active, ils permettent le pédalage tout en étant assistés électriquement ; certains peuvent ainsi atteindre des vitesses de 50 km/h ou plus. Leurs performances et leurs conceptions variées leur permettent de remplir de nombreux usages, allant du transport individuel ou de type taxi à l’intégration dans des systèmes logistiques pour la livraison du dernier kilomètre. Ils sont déjà utilisés par plusieurs grands acteurs du secteur (Amazon, DHL, UPS).
Le projet REACTIVE étudie trois aspects couplés de ces véhicules : gestion énergétique, aérodynamique et contrôle latéral.
Domaines de recherche
Compétences
Publications
Publications
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Optimal Control for Friction Brake Emissions Minimization and Improved Air QualityIECON 2023- 49th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Oct 2023, Singapore, France. pp.1-6, ⟨10.1109/IECON51785.2023.10312103⟩
Communication dans un congrès
hal-04556768
v1
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ECMS for energy management of hybrid vessels via quasi-LPV controlInternational Ship Control Systems Symposium 2022, Nov 2022, Delft, Netherlands
Communication dans un congrès
hal-03845055
v1
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Computational reduction of optimal hybrid vehicle energy management2021 American Control Conference (ACC), May 2021, New Orleans, LA, United States. pp.1444-1449, ⟨10.23919/ACC50511.2021.9483437⟩
Communication dans un congrès
hal-03710650
v1
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Control of an automated wheelchairThe proceedings of the 21th IFAC World Congress 2020, Jul 2020, Berlin, Germany. pp.7971-7976
Communication dans un congrès
hal-03406102
v1
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Model free active flow control of a simplified car model9th IFAC Symposium on Advances in Automotive Control, AAC 2019, Jun 2019, Orléans, France. pp.115-120, ⟨10.1016/j.ifacol.2019.09.019⟩
Communication dans un congrès
hal-03679780
v1
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Optimal Hybrid Vehicle Energy Management and Active Damping of the Side-Shaft Oscillations15th IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, VPPC 2018, Aug 2018, Chicago, IL, United States. pp.1-5, ⟨10.1109/VPPC.2018.8605037⟩
Communication dans un congrès
hal-03677956
v1
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Hybrid Vehicle Energy Management: Avoiding the Explicit Hamiltonian MinimizationIEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), Aug 2018, Chicago, IL, United States. pp.1-5, ⟨10.1109/VPPC.2018.8604992⟩
Communication dans un congrès
hal-03409234
v1
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State constrained hybrid vehicle optimal energy management: an interior penalty approach20th World Congress of the International Federation of Automatic Control, Jul 2017, Toulouse, France. pp.10040-10045, ⟨10.1016/j.ifacol.2017.08.1774⟩
Communication dans un congrès
hal-03413125
v1
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Active Side Shafts Torsion Damping Control for Hybrid Electric Vehicles2017 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), Dec 2017, Belfort, France. ⟨10.1109/VPPC.2017.8330984⟩
Communication dans un congrès
hal-01877344
v1
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Hybrid Vehicle Optimal Control: Linear Interpolation and Singular Control2014 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), Oct 2014, Coimbra, Portugal. pp.1-6, ⟨10.1109/VPPC.2014.7007080⟩
Communication dans un congrès
hal-03418646
v1
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Automotive fuel economy improvement by micro hybridizationTRA2014 Transport Research Arena 2014, Apr 2014, Paris, France
Communication dans un congrès
hal-03470184
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Optimal Control of a parallel hybrid vehicle equipped with a dual electrical storage system7th international symposium on advances in automotive control, International Federation of Automatic Control (IFAC), Sep 2013, Tokyo, Japan. ⟨10.3182/20130904-4-JP-2042.00165⟩
Communication dans un congrès
hal-03469019
v1
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Predictive energy management of hybrid vehicleIEEE VPPC 2008, IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, Sep 2008, HARBIN, China. 6 p
Communication dans un congrès
hal-01354153
v1
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Real time control of hybrid electric vehicle on a prescribed road17th World Congress - The International Federation of Automatic Control, Jul 2008, Séoul, South Korea. pp.3356-3361, ⟨10.3182/20080706-5-KR-1001.00570⟩
Communication dans un congrès
hal-01354184
v1
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MEGEVH project: graphical modeling for energy management of hybrid electric vehiclesEET-2007 European Ele-Drive Conference, May 2007, BRUXELLES, Belgium. 9 p
Communication dans un congrès
hal-01354255
v1
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A comparison of two global optimization algorithms for hybrid vehicle energy managementIFAC IEEE 2007 International conference on Advances in Vehicle Control and Safety AVCS'07, Feb 2007, BUENOS AIRES, Argentina. 6 p
Communication dans un congrès
hal-01354262
v1
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Convergence d'observateurs flous sous formes descripteurs : application à l'homme en station debout3ème Conférence Internationale Francophone d'Automatique (CIFA'04), Nov 2004, Douz, Tunisie
Communication dans un congrès
hal-02291500
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Evaluation de stratégies de commande pour véhicules hybride parallelesAutomatique / Robotique. Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2002. Français. ⟨NNT : ⟩
Thèse
tel-00007966
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