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Étude de stabilité du système de puissance d’un réseau ferroviaire / Définition d’une méthode et de critères d’acceptation pour une application à la norme EN50388

par Laurence Laffont - publié le , mis à jour le

La soutenance de thèse de Yosr HACHICHA, intitulée "Étude de stabilité du système de puissance d’un réseau ferroviaire / Définition d’une méthode et de critères d’acceptation pour une application à la norme EN50388" aura lieu le lundi 21 juin à 10h00 en salle des thèses C002 de l’ENSEEITH.

Ces travaux ont été menés dans le cadre d’une collaboration entre l’entreprise ALSTOM Tarbes et le laboratoire LAPLACE.

Pour des raisons liées aux restrictions sanitaires, les places seront limitées. Un lien de visioconférence est toutefois disponible pour y assister :
https://inp-toulouse-fr.zoom.us/j/96390050458
Veillez à bien couper vos micro et caméra.

Composition du Jury :

M. Nicolas RETIERE, Rapporteur

M. Mauro CARPITA, Rapporteur

Mme Saba AMIRDEHI, Examinatrice

M. Philippe LADOUX, Directeur de thèse

M. Nicolas ROUX, Co-directeur de thèse

Résumé

Au début des années 2000, suite à l’augmentation du trafic ferroviaire et à l’introduction massive de véhicules de traction modernes équipés de redresseurs à absorption sinusoïdale de courant, plusieurs cas d’instabilité ont été observés sur les réseaux ferroviaires électrifiés en 25 kV / 50 Hz ou en 15 kV / 16,7 Hz.

Ces instabilités se manifestent par une modulation d’amplitude de la tension et du courant caténaire à très basse fréquence (quelques Hertz). Elles résultent de l’interaction des boucles de régulations implémentées dans les engins de traction modernes qui sont couplées via l’impédance de l’infrastructure d’alimentation. Elles peuvent engendrer un dysfonctionnement des équipements embarqués dans les trains, une coupure de l’alimentation électrique et par conséquent une interruption du trafic ferroviaire.

Une collaboration entre le laboratoire LAPLACE et l’entreprise ALSTOM a été mise en place afin de proposer une méthode robuste permettant de réaliser de manière virtuelle une étude de stabilité d’un système de traction électrique ferroviaire et de définir un ensemble de critères d’acceptation des engins de traction pertinents et cohérents avec leurs conditions d’exploitation.

Pour réaliser cette étude de la stabilité, il faut tout d’abord déterminer l’admittance d’entrée de la chaîne de traction. Comme cela nécessite des moyens d’essais importants et coûteux, il est préférable d’utiliser des outils de simulations. Il est ainsi possible, soit de modéliser la chaîne de traction et sa commande dans un logiciel installé sur ordinateur, soit d’utiliser le simulateur HIL (Hardware In the Loop) d’ALSTOM (SITRA IITM) associé à l’unité de contrôle réelle de la chaîne de traction.

Ce manuscrit décrit les étapes à suivre pour mesurer l’admittance basse fréquence de la chaîne de traction modélisée dans ces deux moyens de simulation. Il présente ensuite une méthode permettant de déterminer la stabilité d’un système de traction ferroviaire. Une approche mathématique du problème permet de définir un critère de stabilité facile à utiliser. Celui-ci est basé sur une méthode graphique qui repose sur le tracé de la courbe limite de stabilité dans le plan d’impédance complexe (R, X) de la source. La méthode est applicable aux réseaux 25 kV / 50 Hz et 15 kV / 16,7 Hz. Des simulations temporelles sont réalisées afin de valider cette méthode.

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