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Le Centre d’Excellence « Moteurs de Traction » ALSTOM TRANSPORT ORNANS Activités de R&D et Partenariat académique et industriel Didier GIROD 6 octobre 2011
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Présentation Alstom Transport- Juin 2011- Page 2
Alstom
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Quatre activités principales
93 500 collaborateurs dans 100 pays
Présentation Alstom Transport- Juin 2011- Page 3
Secteur Thermal Power Équipements et services pour la production d’énergie
Secteur Transport Équipements et services pour le transport ferroviaire
Secteur Grid Équipements et services pour la transmission d’énergie
Secteur Renewable Power Équipements et services pour la production d’énergie
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Présentation Alstom Transport- Juin 2011 - Page 4
Alstom Transport
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Métro
Régional
Locomotives Très grande vitesse DISTANCE
VITESSE
Tram-Train
Tramway
Grande vitesse
Une vaste gamme de produits et services
SuburbaIn
Matériel roulant : du tramway à la très grande vitesse
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Une vaste gamme de produits et services
Infrastructure, signalisation, services et maintenance
SIGNALISATION INFRASTRUCTURE Pose de voies Electrification Alimentation par le sol Equipements électromécaniques
SERVICES ET MAINTENANCE Gestion complète de la maintenance Gestion des pièces détachées Modernisation Traintracer
Atlas : Révolution dans les systèmes de gestion “interopérables”
Urbalis : Solution souple et performante pour le contrôle des transport en commun
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Conçus dans le respect de l’environnement
Présentation Alstom Transport- Juin 2011 - Page 7
AGV Automotrice Grande Vitesse
EMISSIONS DE CO2 par passager par kilomètre
2,2 gr CO2
30 gr CO2
115 gr CO2
153 gr CO2
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Alstom Transport en France
Sites Alstom Transport en France
• 8 500 employés, 27 000 emplois indirects
• 9 sites industriels
• CA ATSA : 2.5 Md€ dont 1.1 Md€ à l’export
• 80% des achats en France
• 80% de la R&D investis en France
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Belfort - 600 employés - Site industriel Locomotives et Motrices TGV
Ornans - 420 employés - Site industriel moteurs et alternateurs
Besançon/Villersexel - 70 employés - Chantier de signalisation de la LGV Rhin-Rhône
Alstom Transport en Franche Comté
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Site d’Ornans
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Les données clés du site d’Ornans
• Effectifs : 420 personnes (Ouvriers 55 %, ATAM 25 %, Cadres 20 %)
• Investissements : 5,7 M€ en 2010 (3,5 M€ en R&D - 2,2M€ industriels) • 3700 moteurs et alternateurs/an fabriqués • Superficie: 37000 m² • Membre du pôle de compétitivité des Microtechniques
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Les activités du site d’Ornans
Recherche, développement et fabrication des moteurs de traction
Recherche, développement et fabrication des alternateurs
Maintenance et rénovation.
Fourniture de pièces de rechange
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Production – Évolutions techniques
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
1995 2000 2005 2010
Courant Continu
Synchrone
Asychrone
Total
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Moteur
Bogie
Informatique
de contrôle
Appareillage
d’alimentation
Commande électrique de
propulsion Convertisseur
électronique
Bogie moteur TGV POS
Le moteur : un élément de la chaîne de traction
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Le moteur de traction : un composant multiphysiques
MULTIPHYSIQUES
Thermique Chocs & Vibrations
Bruit
Pollution
Encombrement (Volume & Masse)
Fiabilité Durée de vie
Couple & Vitesse
Courants & Tensions
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Création : avril 2006
SPIRES MOTEUR
d’innovations
6 INGENIEURS + 5 contrats CIFRES
COMPETENCES
FEDERATEURS
FINANCEURS
BREVETS : 19 Publications : 16
PRODUITS :
AGV – TRAM Volant d’Inertie
…
INNOVER
Collaborations FRANCE
7 PMEs
LaboratoiresiINTERNATIONAUX
4 projets labellisés
STRATEGIE LIVRE BLANC Budget : 3,5 M€ par an
Subventions reçues en 5 ans : 2,1 M€
SCIENTIFIC PLATFORM FOR INNOVATIVE RESEARCH ON
ELECTRIC MACHINES
( FUI )
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• Réduire le poids et l’encombrement dans les trains − Ratio puissance/poids multiplié par 4
• Réduire la consommation d’énergie − Rendement amélioré ( 94 % 98 % ) − Récupération de l’énergie au freinage
1981 1989 1994 2007
TGV
Paris-Sud Est
TGV
Atlantique
Eurostar AGV
Type
C ContinuSynchrone
bobinéAsynchrone
Synchrone
aimants
permanents
Power, kW 535 1130 1020 1060
Weight, kg 1560 1525 1260 775
Ratio, kW/kg 0,34 0,74 0,81 1,37
R&D : gamme des moteurs et alternateurs à aimants permanents
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• Gagner de nouveaux marchés
− Très grande vitesse (AGV)
− Transport urbain et périurbain
(Citadis Dualis tram-train)
− Transport régional (Coradia Polyvalent)
− Tram court (Aubagne)
R&D : gamme des moteurs et alternateurs à aimants permanents
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L’innovation au service de la performance
AMIMAC ( Apport des MIcrotechniques dans les MAChines de traction )
Programme : 1,8 M€ sur 4 ans
FONDS
PROPRES
60%
REGION
3%DRIRE
1%CG25
5%
FCE
27%
CAGB
4%
4 Programmes : SEME RACER FAME PERFODEC 13 partenaires :
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Programme AMIMAC - SEME
Département de Mécanique Appliquée
BESANCON
Objectifs de l’étude Proposer des règles de modélisation génériques "basses fréquences « des stators de moteurs. Identifier les zones les plus influentes sur le comportement dynamique du stator
Quantifier l’erreur de prédiction et le niveau de confiance associé
Mode 1
Mode 2
Mode 3
Mode 4 règles
prédictives et
génériques
Erreur de prédiction et niveau de
confiance
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Deux types de pièces sont concernés :
Des pièces de fixations
Des pièces globalement planes
Programme AMIMAC - RACER
Objectifs de l’étude
Définir les critères de choix d'un traitement de surface anticorrosion
Définir et mettre au point une méthodologie d'évaluation, de validation et de
contrôle réception des solutions de protection de surface
Principaux résultats :
Recensement et évaluation des méthodes de tests et caractérisation des revêtements anticorrosion Tests pour évaluation rapide (en comparatif) Tests pour qualification Tests pour Contrôles Qualité
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Programme AMIMAC - PERFODEC
Objectifs de l’étude
Améliorer la productivité et la qualité des pièces en optimisant la tenue à l’usure des éléments de découpe et en intégrant les résultats obtenus dès la conception des outils.
• Etude de faisabilité
• Phase expérimentale (campagne d’essais sur presse, mesures en labo.)
• Développement d’un modèle de simulation numérique
• Définition de règles technologiques (fiches métier)
Principaux résultats :
Essais multi-paramètres et multi-matières Outil de simulation
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Programme AMIMAC - FAME
BESANCON
Objectifs de l’étude
Modéliser le comportement d’un système physique en dégradation Choisir les descripteurs de surveillance Prédire l’état futur du système Intégrer les conditions de fonctionnement variables Calculer la Durée Estimée de Fonctionnement Avant Défaillance (DEFAD) et l'intervalle de confiance associé
COSMI – AS2M
Coopération en-cours de construction avec ALSTOM Services
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L’innovation au service de la performance
VITFER ( stockage d’énergie par un système de Volant d’Inertie optimisé pour les applications de transport Ferroviaire )
Programme : 3,6 M€ sur 3 ans
• Département de Mécanique Appliquée
Besançon
Dynamique du rotor Vieillissement des composites
Optimisation et intégration de la machine éléctrique
• Enisys - Belfort
Chef de projet Développement système Optimisation onduleur Intégration et Surveillance Industrialisation Validation système
Enceinte composite Matériaux
• Grenoble
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L’innovation au service de la performance
AROMAT ( ARchitecture Optimisée des Moteurs à Aimants permanents pour la Traction ferroviaire )
Programme : 3 M€ sur 3 ans
Segment des automotrices
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ENISYS Belfort
Programme AROMAT
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Objectif 1 : réduire de 5 dBA le bruit rayonné (électromagnétique et aéraulique)
Programme AROMAT
STI 2006
Exigence client 2009
Exigence client >2011
Bruit extérieur
81dB(A)
80dB(A)
77dB(A)
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Objectif 2 : réduire la consommation énergétique et la masse du moteur
Programme AROMAT
Modélisation et optimisation de nouvelles architectures, Choix de nouveaux matériaux,… Réduire les pertes électromagnétiques et mécaniques
DEMONSTRATEUR en 2012
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QUESTIONS / REPONSES
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TRANSPORT
www.alstom.com