Résumé -Réduction d'un modèle de combustion 3D en vue d'obtenir un modèle 0D physique permettant de simuler le dégagement d'énergie, le cliquetis et les émissions de polluants des moteurs à allumage commandé -Actuellement, l'une des principales préoccupations de l'industrie automobile concerne la réduction progressive des émissions de polluants et de la consommation de carburant tout en améliorant les performances et l'agrément de conduite des véhicules. Pour satisfaire ces exigences, le moteur automobile a évolué en une dizaine d'années en un système très complexe combinant de nombreux composants de haute technologie avec des stratégies de contrôle très élaborées. L'optimisation et le contrôle de ce système sont alors devenus de véritables challenges pour les constructeurs automobiles. Dans ce contexte, les outils de simulation du groupe motopropulseur se sont démocratisés et peuvent aujourd'hui être utilisés à toutes les étapes de développement des moteurs, du choix de l'architecture au développement des stratégies de contrôle et à la calibration. Cependant, pour être efficaces, ces outils nécessitent des modèles sophistiqués, en particulier dans les cylindres où se produisent les processus de combustion et de formation de polluants. Ce papier présente un modèle 0D physique de combustion dédié à la prédiction du dégagement d'énergie, du cliquetis et des polluants dans les moteurs à allumage commandé. L'originalité du modèle réside dans le fait qu'il est basé sur la réduction du modèle de combustion 3D E-CFM (Extended Coherent Flame Model) développé à l'IFP. Le formalisme CFM distingue deux zones: les gaz frais et les gaz brûlés qui sont séparés par un front de flamme et sont entièrement décrits par leurs masse, température et composition. Le modèle 0D proposé dans ce travail est une évolution importante du modèle CFM-1D déjà publié. Il permet le calcul du taux de consommation des gaz frais en se basant sur la surface de flamme turbulente. Cette surface est calculée en utilisant un prétraitement géométrique de la chambre de combustion associé à une réduction de l'équation 3D pour la densité de surface de flamme. La formation du CO est calculée à la fois au travers du front de flamme et dans les gaz brûlés en utilisant un schéma cinétique réduit tandis que les NOx sont estimés par le modèle de Zel'dovitch étendu. Le calcul du délai de cliquetis est effectué dans la zone 'gaz frais' en décrivant l'évolution d'un précurseur d'auto-inflammation et une corrélation simple est utilisée pour estimer l'intensité du cliquetis correspondante. Le modèle complet est validé avec des données expérimentales concernant un ensemble de points de fonctionnement stabilisés d'un moteur monocylindre. Des variations paramétriques autour des réglages optimaux du moteur sont également réalisées. Un bon accord avec les expériences est observé, montrant l'intérêt de réduire les modèles de CFD 3D afin de construire des modèles 0D prédictifs pour la simulation du système moteur dans son ensemble.

Résumé -Vers un support plus fort de la simulation pour la conception du contrôle moteur : un point de vue méthodologique -Grâce à une modélisation fine et à une mise au point méthodique des simulateurs, il est aujourd'hui possible de concevoir un simulateur complet. Ce simulateur constitue un outil d'aide efficace pour l'ingénieur contrôle moteur dans sa démarche de conception, en donnant accès à de nombreuses informations parfois difficiles à mesurer expérimentalement, et en offrant la possibilité de réaliser facilement un grand nombre de tests sur une large plage de fonctionnement. Développé dans un environnement cohérent, le simulateur moteur peut accompagner de façon adaptée la mise au point du contrôle dans toutes les étapes du cycle de conception. Cette utilisation s'initie par la compréhension fine des dynamiques du moteur et peut être poursuivie jusqu'à la pré-calibration du contrôle sur simulateur temps réel. Abstract -Towards a Stronger Simulation Support for Engine

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Since the homologation drive cycles are not all entirely representative of real everyday driving conditions, additional cycles must be used to properly quantify the energy consumption of electric vehicles. Three methodologies have been developed to objectively determine a limited number of additional drive cycles. The first methodology is based upon a simple comparison of velocity profiles expressed on the same time scale. The second is based on a correlation analysis of various statistical criteria defined for each cycle. Finally, the third methodology is based on an automatic clustering technique ( K-means algorithm). These three methodologies have been used to analyse 18 drive cycles including official homologation cycles used in Europe (NEDC), Japan (JC08) and in the US (FTP72), and transient non-official cycles representing real world driving patterns (Artemis, Hyzem and Eurev cycles). When applied to these cycles, all these approaches allow the identification of a reduced number of five representative cycles enabling an efficient characterization in terms of the performance of electric vehicles in urban, extra-urban and highway conditions.