E C O L P Y T H N I Q U F D R A S L’électricité est-elle le vecteur énergie de l’avenir pour la santé publique ? Marcel Jufer EPFL

Electricité - vecteur Stockage Communication, information, contrôle Energie Transport Production

Conversion en travail ++ - - + Système Système Système électrostatique F u E Système électrostatique u B F Système électromagnétique p F Système hydropneumatique         ++ - - +

Réversibilité Electromécanique : générateur – moteur (30-99%) Batterie électrochimique (30-85%) Super-condensateurs (50-98%) H2 - Pile à combustible, électrolyse de l’eau

Stockage - Supercapacités

Pompage – turbinage - Suisse

Hongrin – Léman 2*240 MW – 870 m

Robiei – 1967 - 4*45 MW

Vianden 1096 MW turbine – 850 MW pompe Machine 11 – 200 MW

Electricité – santé Action directe Mesures, diagnostic Surveillance, monitoring Rayons X, radiographie, RMN, IRM Appareillage de stimulation et prothèses Assistances, robotique

Système nerveux Système de communication électrique

Cerveau vs ordinateur

De Galvani à …

Homme – énergie Cœur - pompe

Cœur artificiel Ventricule artificiel

Cœur artificiel Veau

Exosquelette

Electricité – santé Action indirecte Réduction de la pollution Réduction du bruit Rendement élevé de conversion (peu de pertes)

Alimentation en énergie de véhicules électriques Caténaire et pantographe (train, trolleybus ou tramway) Conducteurs + charbons au sol (solution métro) Batteries sur le véhicule Moteur diesel + génératrice Transmission d’énergie sans contact

Transfert d’énergie sans contact

Transformateur sans fer Basse fréquence (50 Hz) Haute fréquence (50 kHz) U1 U1 U2 U2

Transfert d’énergie sans contact Bobine mobile fixée au véhicule Rendement global de 88 à 95 % Niveau du sol Bobines fixes dans le sol

Stations de transfert d’énergie

Systèmes de test – 6 et 120 kW

Transfert d’énergie sans contact Rendement à 120 kW Rendement > 90% ~ Réseau 50Hz Convertisseur haute fréquence 94.6 % 96.8 % 99 % 98.7 % Bobine fixe Bobine mobile ~ Redresseur Batterie ou super- capacités

AGV (Prototype)

Technologie Redresseur Supercaps et/ou batteries Cabine Générateur HF Supercaps (option) Bobine dans ou sur le sol Redresseur Supercaps et/ou batteries Bobine sous le véhicule Cabine Communication Contrôle Technologie

Electronique de puissance Trolleybus 1 Electronique de puissance Super-capacités 2 Bobine secondaire

Bus électrique sans contact Supercaps Bobine captrice Batteries

Electronique de puissance 30 Trams 1 Electronique de puissance Super-capacités 2 Bobine primaire Bobine secondaire

Véhicule automatique - Induct

Transmission sans contact Composants Stockage Supercaps Diesel Générateur Batteries Moteur-roue Transmission sans contact Stations de charge Guidage automatique

Véhicules Composants originaux

Swissmetro 1989-2007

Suisse-cité

Swissmetro Réseau reliant les principales villes à une vitesse commerciale de 400 km/h Deux tunnels unidirectionnels de faible diamètre (5m), sous vide partiel Sustentation et guidage magnétique sans usure Propulsion par moteurs linéaires Transmission d’énergie sans contact

Bilan Emission zéro grâce à une chaîne énergétique 100 % électrique Réduction de la maintenance par l’absence de contacts dans la transmission d’énergie Souplesse d’exploitation Intégration poussée des composants Possibilité de guidage automatique

Electricité et santé Action directe Action indirecte Modèle du cerveau Commande par la pensée Micro-labos implantés Organes artificiels actifs Exosquelette Réhabilitation Réduction et contrôle de la pollution Réduction des nuisances Réversibilité Sécurité Fiabilité

Merci pour votre attention

X

Pour un bus électrique sans ligne de contact qui se recharge aux arrêts Promouvoir la traction électrique pour réduire les émissions locale de CO2 Eviter les inconvénients des batteries lourdes et couteuses Réduire les coûts d’infrastructure pour l'approvisionnement en énergie et l’impact visuel Les 4 partenaires du démonstrateur TOSA 2013: ABB: L’équipementier ABB TPG: L’opérateur SIG: Le fournisseur d’énergie OPI: Le coordinateur du projet

Technologie Structure Cellule du véhicule 2. Station de recharge: Electronique de puissance 4. Stockage d’énergie sur super-capacités Sécurité (détection d’obstacles, suivi) Propulsion par moteurs-roues 7. Transfert d’énergie (bobines au sol et sous le véhicule) 8. Equipement 1 2 3 4 8 5 6 7