DOSSIER – Éléments d’éco-conception en génie électrique

On estime à environ 50 millions de tonnes la quantité de DEEE (déchets d'équipements électriques et électroniques) générée en 2018 dans le monde, selon un rapport piloté par l'Organisation des nations unies (ONU). Et celle-ci pourrait atteindre 120 millions de tonnes d'ici 2050 si rien ne change. Sans surprise, ce sont les pays occidentaux et développés qui sont les plus grands producteurs et exportateurs de DEEE. Chacun en rejette 17,7 kg/habitant/an. La gestion des DEEE est directement liée aux matériaux qui les composent (une grande hétérogénéité) et de leur taux de criticité. La Commission Européenne définit une 30ène de matériaux critiques, des matières premières pour lesquelles il existe un risque de difficulté d'approvisionnement du fait de la situation géographique des gisements, l’énergie nécessaire à l’extraction, les besoins présents et futurs. Les enjeux sont également environnementaux, la pollution de la planète n’est plus à prouver et les dégradations écologiques lors de la décomposition des éléments dangereux, les intoxications, étouffements ou blessures causés à la faune lorsqu'elle absorbe ou s'accroche aux déchets sont des évènements, hélas, courants. En 2015, seul 1% des DEEE collectés en France a échappé à la destruction ou enfouissement, pour être réutilisé.

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DOSSIER – Analyse de Cycle de Vie d’un abaisseur de tension DC-DC et piste d’écoconception

L'Analyse du Cycle de Vie (ACV) appliquée aux convertisseurs de puissance constitue un outil incontournable pour évaluer leur impact environnemental. Cet article repose sur l'utilisation d’un logiciel qui permet de réaliser une ACV exhaustive de deux types de convertisseurs statiques DC- DC abaisseur de tension : un abaisseur à découpage et un abaisseur linéaire. L'objectif majeur de l’analyse de l’ACV est de repenser la conception d’un objet, d’un service, d’un système afin de réduire significativement son empreinte environnementale, tout en conservant, voire en améliorant, sa performance. Dans cet article, nous comparerons l’impact environnemental de ces deux convertisseurs et identifierons une piste d'éco-conception. Cette étude peut être déclinée sous forme d’un Bureau d'Études/Projet/Stage permettant aux étudiants du domaine EEA de s’initier à l’ACV et à l’éco-conception de convertisseurs étudiés en cours uniquement sur le plan de leurs performances électriques.

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DOSSIER – Recyclage des Cartes Electroniques : Vers une Economie Circulaire

Ce document aborde l'économie circulaire appliquée aux cartes électroniques, un type de Déchets d'Équipements Électriques et Électroniques (DEEE). Il présente les enjeux environnementaux et économiques liés au recyclage de ces cartes, riches en métaux précieux. Le texte décrit les étapes du recyclage, impliquant des opérations de concentration physique et des opérations hydrométallurgiques pour récupérer ces métaux.

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DOSSIER – Empreinte environnementale d’un composant de puissance GaN/Si

Les composants de puissance à base de semiconducteurs à large bande interdite “Wide Band Gap (WBG)” sont intéressants pour augmenter l’efficacité énergétique des convertisseurs de puissance, par rapport aux composants conventionnels à base de silicium (Si). Alors que le potentiel gain en efficacité énergétique est connu, le coût énergétique et les autres impacts environnementaux à la fabrication restent peu documentés. En effet, à notre connaissance, il n’y a pas ou peu de données d’analyse de cycle de vie (ACV) disponibles pour les composants de puissance à base de nitrure de gallium (GaN ou GaN/Si) et carbure de silicium (SiC). Dans cet article, nous présentons une analyse de cycle de vie du berceau à la porte pour un composant de puissance GaN/Si, permettant d’identifier les postes les plus impactants et de proposer des pistes d’éco-conception.

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HORS THEME – Adéquation des véhicules faibles consommations énergétiques électriques (Xdefi ADEME)

De nombreux véhicules intermédiaires faibles consommations sont en train de voir le jour avec la raréfaction de l’énergie bon marché et la décarbonations de la mobilité. Cet article présente les conditions d’adéquation entre le prix, la masse, la consommation, l’autonomie, le volume utile et la fiabilité pour qu’un véhicule intermédiaire puisse trouver un marché porteur. Le déclin de la production de pétrole et la stagnation du nombre de centrale électrique vont faire que l’énergie va peser de plus en plus lourd sur le budget des ménages. Le coût de l’énergie contraindra la consommation nécessaire à la mobilité et la gestion des ressources. Dans un monde aux ressources limitées (matière, revenus, temps, consommation d’énergies caloriques et électriques, obsolescence), la question du choix du véhicule adapté à l’usage devient de plus en plus pertinente.

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3EI 2024-113

  • Auteur/autrice de la publication :
  • Publication publiée :24 septembre 2024
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La revue 3EI poursuit son exploration de la cybersécurité des systèmes industriels et des innovations en électronique de puissance dans ce second numéro de 2024. Ce succès croissant, observé depuis le numéro 111, encourage l’équipe éditoriale à élargir sa portée et invite les lecteurs à proposer leurs contributions et à diffuser la revue largement, notamment via la liste de diffusion Renater. Dans cette édition, nous approfondissons les thèmes cruciaux de la cybersécurité industrielle et des avancées en électronique de puissance, reflétant l’engagement continu de la revue à offrir des contenus techniques et innovants. Le dossier sur la cybersécurité des systèmes industriels débute avec une introduction générale, suivie d’une étude pratique sur OPC UA, une technologie clé pour l'automatisation industrielle. Louis Lalay et Anthony Juton présentent une simulation de château d'eau utilisant un Raspberry Pi 4 pour illustrer ce protocole sécurisé. Maxime Seychehay, à travers trois articles, se penche sur la sécurité des objets connectés en examinant les protocoles LoRaWAN et ZigBee, essentiels pour les développeurs d’applications IoT. Un aperçu des articles à venir, notamment sur le Bluetooth Low Energy, incite les professionnels à partager leurs propres projets de cybersécurité. Le volet sur les innovations en électronique de puissance propose deux articles approfondis. Modar Jomaa et son équipe du Satie détaillent une solution innovante pour le dégivrage des ailes d’avion, utilisant la technologie piézoélectrique, plus économique et efficace que les méthodes traditionnelles. Adrien Voldoire analyse les conceptions d'onduleurs de tension pour diverses applications, mettant en lumière les défis et les choix technologiques liés aux structures multiniveaux. En dehors de ces thèmes, la revue présente des recherches sur les voitures autonomes et la gestion des batteries au Lithium, offrant des perspectives précieuses sur ces domaines en plein essor.

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