CHaînes de mesures Innovantes à bas Coût pour maîtriser et pérenniser l’efficacité énergétique dans l’industrie – CHIC

L’objectif du projet est de concevoir et d’expérimenter une chaîne de mesure innovante à bas coût permettant de suivre et d’analyser les consommations des principaux fluides énergétiques utilisés sur des sites industriels (électricité, gaz, fioul, air comprimé, vapeur, eau). Le projet consiste à concevoir de nouveaux capteurs (tant physiques que « logiciels ») à bas coût (on souhaite diviser par 10 voire par 50 les coûts de mesure actuels), dans les domaines suivants : capteurs de courant, capteurs de tension, capteurs de puissance, débitmètres liquides et gaz (les capteurs à bas coût existant tels les capteurs de température, … sont exclus du projet).

Ce projet s’attaque à plusieurs verrous scientifiques et technologiques, principalement au niveau des capteurs physiques : il s’agit en effet de mettre au point des systèmes de mesure non intrusifs, et, jusqu’à présent, l’exploitabilité des grandeurs physiques auxquelles on peut avoir accès de façon non intrusive, pour mesurer les courants et tensions (i.e. champs magnétiques et électriques – on mesurera les champs électriques (respectivement magnétiques) dans le projet grâce à des cristaux électro-optiques (respectivement magnétomètres) ad hoc) n’a pas encore été démontrée. Concernant les capteurs de débit, il s’agit de diminuer les coûts de mesure d’un facteur 50 (pour les débitmètres gaz). Un tel saut ne peut être réalisé qu’à travers une voire plusieurs ruptures technologiques. On s'intéressera dans le projet aux technologies de débitmètrie basées sur la mesure des temps de parcours des ondes ultrasonores et on s'attachera à résoudre les problèmes liés à la faiblesse et à la mauvaise qualité des signaux disponibles (bruit important, présence de perturbations, …).

D'une façon générale, dans le projet, on s’attachera, pour tous les capteurs étudiés, à :
· Faire une cassure franche de coût de revient de l’électronique et des sondes
Faciliter la mise en place des capteur par du personnel peu qualifié
· Améliorer l’aspect plug and play des mesures
· Minimiser l’énergie dépensée pour réaliser les mesures
· Permettre des mesures avec des signaux faibles, souvent perturbés et très bruités

Pour atteindre tous ces objectifs, il faudra faire appel à de nombreuses compétences, issues de domaines variés : Gestion Technique des Energies, technologies industrielles, informatique industrielle, chaînes de mesure, maîtrise des processus expérimentaux, instrumentation, analyse et traitement du signal, électronique, électrotechnique, modélisation électromagnétique, compatibilité électromagnétique, transmission d'énergie sans fils, technologie électro-optique, ultrasons, modélisation mathématique, automatique, identification, résolution de problèmes inverses, MEMS et NEMS, nanotechnologies, ...
Le partenariat mis en place permet de rassembler un grand nombre de ces compétences au sein d'un projet collaboratif.

Ce projet est un projet de recherche industrielle, car il intègre des principes de mesure existant, et il vise à créer de nouvelles solutions technologiques pour réduire drastiquement le coût de revient d’une mesure. Ainsi, toute la chaîne de mesure sera analysée et repensée afin de créer de nouvelles solutions, moins chères, moins gourmandes en énergie, plus simples à fabriquer et à mettre en œuvre. Tout ceci en conformité avec les directives européennes concernant la fabrication de produits de mesure (marquage CE).

Le caractère original et novateur du projet tient non seulement à la baisse de coût visée (facteur 50 pour les débitmètres gaz, facteur 10 pour les débitmètres pour liquides, les capteurs de courant, de tension et de puissance) mais également au nombre de prototypes à réaliser (4 capteurs physiques et 4 capteurs logiciels) ainsi qu’aux moyens de test mis en œuvre (EDF R&D mettra à disposition du projet 6 de ses installations expérimentales pour pouvoir tester les capteurs de la façon la plus complète possible).