EXPERTISE INTERNATIONALE EN SYSTÈMES DE RECHARGE DE VÉHICULES ÉLECTRIQUES AC ET DC

Module 6.1 : Anatomie de l’IEC 61851-1 (Exigences générales) et IEC 62196 (Fiches et socles).

Module 6.2 : Exigences d’isolation et catégories de surtension (OVC III).

Module 6.3 : Normes d’essais et de certification des EVSE (Electric Vehicle Supply Equipment).

Livrable attendu : Check-list réglementaire pour la certification IEC d’une nouvelle borne AC 22kW.

Module 7.1 : Circuit équivalent du Control Pilot (CP) : oscillateur 1 kHz, tolérances ±12V.

Module 7.2 : États de charge (A, B, C, D, E/F) et transitions résistives.

Module 7.3 : Codage PWM (Pulse Width Modulation) : équations du Duty Cycle vs Ampérage autorisé (IEC 61851-1).

Livrable attendu : Tracé chronogramme complet d’une session de charge incluant la négociation PWM.

Module 8.1 : Typologie des courants de défaut et aveuglement des DDR (Dispositifs Différentiels Résiduels).

Module 8.2 : Exigence de protection DC 6mA (RDC-DD selon IEC 62955) couplée aux RCD Type A, ou utilisation de Type B.

Module 8.3 : Coordination de l’appareillage (Disjoncteurs courbes C/D) et intégration de la terre.

Livrable attendu : Calcul des calibres de protection et sélectivité pour une grappe de 5 chargeurs AC en régime TN-S.

Module 9.1 : Spécificités des régimes TT, TN-S, TN-C-S et IT pour la mobilité électrique.

Module 9.2 : Détection de perte de PEN (Réseau TN-C) et dispositifs de mitigation.

Module 9.3 : Mesure de la boucle d’impédance de terre et tolérances acceptables.

Livrable attendu : Modélisation d’un défaut d’isolement en régime IT sur une borne AC publique.

Module 10.1 : Dimensionnement des contacteurs de puissance : catégories d’emploi AC-1 vs AC-3.

Module 10.2 : Soudure de contacts (Contact welding) : détection et mesures palliatives matérielles.

Module 10.3 : Métrologie légale (MID – Measuring Instruments Directive) intégrée aux chargeurs.

Livrable attendu : Conception de l’architecture de sécurité (détection de collage contacteur) d’une carte contrôleur AC.

Module 11.1 : Topologies de redresseurs triphasés actifs (Vienna Rectifier, Active Front End).

Module 11.2 : Modélisation mathématique du découpage et contrôle vectoriel du courant.

Module 11.3 : Optimisation du Facteur de Puissance (PF) et minimisation du THD_i (< 5%).

Livrable attendu : Calcul des valeurs de selfs et condensateurs de bus DC pour un PFC Vienna de 50kW.

Module 12.1 : Le convertisseur Dual Active Bridge (DAB) : principe du déphasage (phase-shift control).

Module 12.2 : Convertisseurs résonants LLC : modes de commutation ZVS (Zero Voltage Switching) et ZCS.

Module 12.3 : Modélisation des transformateurs Haute Fréquence et matériaux magnétiques.

Livrable attendu : Traçage des courbes de gain d’un convertisseur LLC selon la fréquence de commutation.

Module 13.1 : Physique des semi-conducteurs : Si (IGBT) vs SiC (MOSFET) vs GaN.

Module 13.2 : Modélisation des pertes de conduction et de commutation .

Module 13.3 : Impact du élevé sur la conception des gate drivers et l’isolation.

Livrable attendu : Bilan thermique comparatif (Si vs SiC) pour un module DC/DC à 100 kHz.

Module 14.1 : Transformée de Park/Clarke pour le contrôle des onduleurs/redresseurs triphasés.

Module 14.2 : Synthèse des correcteurs PI, PR (Proportionnel-Résonant) pour la boucle de courant et tension.

Module 14.3 : Stratégies de modulation SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation).

Livrable attendu : Détermination analytique des coefficients d’un régulateur PI pour le maintien du bus DC.

Module 15.1 : Architecture des stations à partage de puissance (Power routing / Matrix switches).

Module 15.2 : Contrôle de partage de courant (Current sharing, Droop control) entre modules de 30kW.

Module 15.3 : Fiabilité des systèmes modulaires (redondance N+1).

Livrable attendu : Algorithme mathématique d’allocation dynamique de puissance pour un chargeur de 300kW (10 modules de 30kW) chargeant 3 véhicules simultanément.

Module 16.1 : Panorama des normes : IEC 61851-24, DIN 70121 (Transitionnel DC), ISO 15118.

Module 16.2 : Architectures OSI appliquées aux interfaces VE-Borne (EVCC vs SECC).

Module 16.3 : Gestion des temporisations critiques (Timeouts) et conséquences d’échec.

Livrable attendu : Diagramme d’architecture OSI comparant la communication AC basique et la communication DC avancée.

Module 17.1 : Standard HomePlug GreenPHY : modulation OFDM sur la ligne Control Pilot.

Module 17.2 : Processus de SLAC (Signal Level Attenuation Characterization) pour l’appairage.

Module 17.3 : Ingénierie du bruit et filtrage des interférences sur la ligne CP.

Livrable attendu : Analyse d’une trace de négociation SLAC théorique (calcul des niveaux d’atténuation dB).

Module 18.1 : Architecture matérielle de CHAdeMO : bus CAN dédié et lignes d’acquittement analogiques.

Module 18.2 : Dictionnaire de données CHAdeMO (Identifiants CAN, trames de contrôle de tension/courant).

Module 18.3 : Séquences strictes d’initiation et de test d’isolement pré-charge.

Livrable attendu : Décodage manuel d’un log hexadécimal de trames CAN CHAdeMO durant la phase de “Pre-charge”.

Module 19.1 : Standard GB/T 27930 (Chine) : utilisation du CAN bus selon J1939.

Module 19.2 : Ingénierie du NACS (North American Charging Standard) / SAE J3400.

Module 19.3 : Multiplexage AC/DC sur les mêmes broches et défis de sécurité (NACS).

Livrable attendu : Étude des matrices de transition d’états pour le protocole SAE J3400 vs CCS.

Module 20.1 : Séquence : Initialisation, Découverte, Identification, Négociation de paramètres.

Module 20.2 : Pre-charge (Cable Check), transfert d’énergie (Current Demand) et soudure (Welding Detection).

Module 20.3 : Mécanismes d’arrêt d’urgence (Emergency Stop) et gestion logicielle des erreurs.

Livrable attendu : Graphe d’états (State Machine) complet d’une session CCS détaillant les actions EVCC et SECC.

Module 21.1 : Découpage du standard : -1 (Cas d’usage), -2 (Réseau/Application), -3 (Physique/Liaison), -20 (Extensions).

Module 21.2 : Modèles de données EXI (Efficient XML Interchange) pour la compression des trames.

Module 21.3 : Sémantique des requêtes/réponses (Req/Res) au niveau applicatif (V2GTP – V2G Transfer Protocol).

Livrable attendu : Décodage conceptuel d’un flux XML converti en EXI pour le message ChargeParameterDiscovery.

Module 22.1 : Fondements TLS 1.2/1.3 (Transport Layer Security) et suites cryptographiques imposées (ECDHE-ECDSA).

Module 22.2 : Architecture de la PKI V2G : V2G Root CA, Sub-CA, CPS (Certificate Provisioning Service).

Module 22.3 : EMAID (e-Mobility Account Identifier) et PCID (Provisioning Certificate Identifier).

Livrable attendu : Modélisation de l’arborescence des certificats (chaîne de confiance) d’une infrastructure Plug & Charge.

Module 23.1 : Certificats OEM (Constructeur auto), de la borne (SECC) et de contrat (Contract Certificate).

Module 23.2 : Séquence d’installation et de mise à jour des certificats (Certificate Update).

Module 23.3 : Algorithmes de hachage (SHA-256) et de signature numérique appliqués aux messages V2G.

Livrable attendu : Schéma de flux de la génération et distribution d’un Contract Certificate (du MO au véhicule).

Module 24.1 : Autorisation sans badge : comparaison logicielle EIM (External Identification Means) vs PnC.

Module 24.2 : Le message AuthorizationReq avec signature numérique ECDSA.

Module 24.3 : Gestion des listes de révocation de certificats (CRL/OCSP) au niveau de la borne.

Livrable attendu : Algorigramme d’authentification complète PnC, incluant les cas d’erreur (certificat expiré).

Module 25.1 : Transfert bidirectionnel (BPT – Bidirectional Power Transfer) : spécifications logiques.

Module 25.2 : Extension pour le transfert de puissance sans fil (WPT – Wireless Power Transfer).

Module 25.3 : Charge de véhicules lourds urbains (ACPD – Automated Connection Device / Pantographe).

Livrable attendu : Synthèse comparative des structures de données (Schemas XML) entre ISO 15118-2 et 15118-20 pour la négociation de puissance.

Module 26.1 : Modèle client-serveur via WebSockets (JSON).

Module 26.2 : Profils clés : Core, Firmware Management, Smart Charging, Local Auth List.

Module 26.3 : Gestion transactionnelle (StartTransaction, StopTransaction, MeterValues).

Livrable attendu : Séquençage des messages OCPP 1.6J pour une session complète avec badge RFID (autorisation, charge, facturation).

Module 27.1 : Le “Device Model” : nouvelle approche de configuration (Variables, Composants).

Module 27.2 : Intégration native de l’ISO 15118 (Messages de délégation PnC).

Module 27.3 : Sécurité améliorée : profils de sécurité 1, 2 (TLS) et 3 (TLS + Client side certificates).

Livrable attendu : Migration conceptuelle d’un firmware de borne de OCPP 1.6J vers 2.0.1 (Cartographie des nouveaux messages).

Module 28.1 : Architectures cellulaires (4G/LTE/5G) et réseaux M2M privés (APN dédiés).

Module 28.2 : Connectivité locale (Ethernet, Wi-Fi, réseaux maillés) et redondance WAN.

Module 28.3 : Comportement de la borne en mode “Offline” et reprise sur synchronisation (Data spooling).

Livrable attendu : Définition d’une politique de QoS (Quality of Service) et gestion des trames hors-ligne pour un réseau de bornes isolées.

Module 29.1 : Écosystème : EMP (e-Mobility Service Provider), CPO (Charge Point Operator), Hubs.

Module 29.2 : Architecture RESTful de l’OCPI : Modules Locations, Tariffs, Sessions, CDR (Charge Detail Records).

Module 29.3 : Modélisation complexe de la tarification (Time, Energy, Flat, Parking, Step rates).

Livrable attendu : Structure JSON d’un CDR (Charge Detail Record) incluant une tarification dynamique heure pleine / heure creuse.

Module 30.1 : Protocole OICP de Hubject (eRoaming).

Module 30.2 : Plateformes de clearing financières et techniques (Gireve, Hubject).

Module 30.3 : Règlementation européenne AFIR (Alternative Fuels Infrastructure Regulation) et paiement bancaire direct.

Livrable attendu : Architecture SI comparant un modèle de paiement Roaming (OCPI) vs paiement direct par TPE terminal bancaire.

Module 31.1 : Load Balancing statique vs dynamique sur un cluster de chargeurs.

Module 31.2 : Optimisation selon les signaux prix (Dynamic pricing) du marché de l’énergie (Spot market).

Module 31.3 : Contraintes de puissance souscrite au point de livraison (PDL/PCC).

Livrable attendu : Algorithme mathématique de répartition de puissance équitable (Fair Share) sous contrainte globale stricte.

Module 32.1 : Principes du V2G et capacités de décharge des VE.

Module 32.2 : Services de réglage primaire et secondaire de fréquence (FCR, aFRR).

Module 32.3 : Agrégation de VE (Virtual Power Plant – VPP) : modèles de dispatching.

Livrable attendu : Simulation mathématique de la réponse en fréquence d’une flotte de 100 VE lors d’une chute de fréquence à 49.8 Hz.

Module 33.1 : Norme IEEE 2030.5 (SEP 2.0) pour l’intégration des DER (Distributed Energy Resources).

Module 33.2 : Protocole OpenADR (Automated Demand Response) 2.0b : Events, Reports.

Module 33.3 : Chaîne de communication du gestionnaire de réseau (DSO) jusqu’à la borne via le CSMS.

Livrable attendu : Cartographie des flux de données pour l’exécution d’un événement d’effacement (Demand Response) de niveau national.

Module 34.1 : Synchronisation au réseau local (Grid-following vs Grid-forming).

Module 34.2 : Algorithmes d’optimisation de l’autoconsommation photovoltaïque (PV to EV).

Module 34.3 : Îlotage (Islanding) et continuité d’alimentation en cas de blackout.

Livrable attendu : Modèle de flux de puissance pour un bâtiment hybride (Solaire, VE, Charge du bâtiment) maximisant l’autarcie.

Module 35.1 : Modèles mathématiques du vieillissement calendaire et cyclique des batteries Li-ion.

Module 35.2 : Profondeur de décharge (DoD) vs coût marginal de dégradation en mode V2G.

Module 35.3 : Analyse Coût-Bénéfice (CBA) des services V2G pour le propriétaire du véhicule.

Livrable attendu : Calcul du seuil de rentabilité économique d’une session V2G prenant en compte l’usure de la batterie.

Module 36.1 : Séries de Fourier et origines des courants harmoniques dans la conversion AC/DC.

Module 36.2 : Taux de Distorsion Harmonique (THDi, THDu) et normes IEEE 519 / IEC 61000-3-12.

Module 36.3 : Impact des harmoniques de rangs 5, 7, 11, 13 sur les transformateurs de distribution (facteur K).

Livrable attendu : Calcul du déclassement nécessaire d’un transformateur 1000 kVA alimentant exclusivement des chargeurs DC non filtrés.

Module 37.1 : Modélisation mathématique des filtres L, LC, LCL : fréquences de résonance et amortissement.

Module 37.2 : Filtres Actifs Parallèles (APF – Active Power Filters) : injection de courants de compensation.

Module 37.3 : Stratégies de contrôle par p-q theory (théorie des puissances instantanées).

Livrable attendu : Dimensionnement (inductances, capacités) d’un filtre LCL pour un onduleur connecté au réseau de 150kW.

Module 38.1 : Normes IEC 61851-21-2 (Exigences CEM pour systèmes de charge).

Module 38.2 : Émissions conduites et rayonnées par les composants grand gap (dv/dt et di/dt élevés).

Module 38.3 : Ingénierie des filtres EMI de mode commun et mode différentiel.

Livrable attendu : Architecture de placement et de routage (règles de l’art) pour minimiser les boucles inductives dans un module DC/DC.

Module 39.1 : Transitoires électriques rapides en salve (EFT/Burst), décharges électrostatiques (ESD).

Module 39.2 : Ondes de choc (Surge) dues à la foudre : dimensionnement des parafoudres (SPD type 1, 2).

Module 39.3 : Immunité aux champs électromagnétiques rayonnés.

Livrable attendu : Plan de test d’immunité complet spécifiant les niveaux d’essai (kV, V/m) pour la certification d’une borne publique.

Module 40.1 : Flicker (Papillotement) : origines dues aux variations rapides de puissance (Pst, Plt).

Module 40.2 : Composantes symétriques (Fortescue) et déséquilibre de tension sur les bornes AC monophasées.

Module 40.3 : Compensation dynamique de la puissance réactive (STATCOM local intégré au chargeur).

Livrable attendu : Calcul vectoriel du courant de neutre résultant d’un cluster de 3 bornes monophasées asymétriques.

Module 41.1 : Équation de la chaleur et effet Joule à 500A.

Module 41.2 : Câbles HPC (High Power Charging) : fluides caloporteurs (diélectriques vs eau-glycol).

Module 41.3 : Thermodynamique des pompes de refroidissement, échangeurs et chillers intégrés.

Livrable attendu : Calcul du débit massique de fluide requis pour maintenir un câble 500A en dessous de 50°C.

Module 42.1 : Résistances thermiques équivalentes (Junction-to-Case, Case-to-Heatsink).

Module 42.2 : Convection forcée : dimensionnement des ventilateurs (CFM) et modélisation de flux d’air.

Module 42.3 : Stratégies de derating thermique logiciel (Réduction de la puissance en cas de surchauffe).

Livrable attendu : Réseau de résistances thermiques modélisant la dissipation d’un transistor IGBT jusqu’à l’air ambiant.

Module 43.1 : AMDEC spécifique aux convertisseurs de charge DC (Modes de défaillance des condensateurs, relais).

Module 43.2 : Criticité (RPN) et détermination des organes de sécurité.

Module 43.3 : Défaillances latentes et mécanismes d’auto-test (BIST – Built-In Self-Test).

Livrable attendu : Tableau AMDEC détaillé pour le sous-système de verrouillage électromécanique du câble de charge DC.

Module 44.1 : Mécanique des arbres de défaillance (Portes logiques, événements de base).

Module 44.2 : Calcul probabiliste du redouté central (ex: Électrisation de l’utilisateur, Incendie de la station).

Module 44.3 : Coupes minimales (Minimal Cut Sets) et identification des vulnérabilités.

Livrable attendu : Arbre de défaillance et calcul probabiliste pour l’événement “Défaut d’arrêt de transfert d’énergie lors de l’atteinte des limites de la batterie”.

Module 45.1 : Niveaux d’Intégrité de Sécurité (SIL) et ASIL (Automotive Safety Integrity Level).

Module 45.2 : Responsabilités à l’interface Véhicule (ASIL) / Borne (SIL) : alignement des standards.

Module 45.3 : Fiabilité des logiciels de supervision de la charge DC selon la norme.

Livrable attendu : Synthèse d’allocation des exigences SIL pour les capteurs de tension DC et les contacteurs de coupure d’urgence.

Module 46.1 : Surfaces d’attaque d’une station de charge (RFID, Bluetooth, Wi-Fi, PLC, Backend).

Module 46.2 : Méthodologie STRIDE (Spoofing, Tampering, Repudiation, Information Disclosure, Denial of Service, Elevation of Privilege).

Module 46.3 : Risques systémiques : piratage coordonné induisant des blackouts (Manipulation de la fréquence).

Livrable attendu : Modélisation STRIDE complète pour la communication véhicule-borne (PLC).

Module 47.1 : Intégration de puces HSM (Hardware Security Modules) / TPM dans les contrôleurs.

Module 47.2 : Mécanismes de Secure Boot (Démarrage sécurisé) et vérification cryptographique.

Module 47.3 : Sécurisation des mises à jour OTA (Over-The-Air) : signatures et rollback en cas d’échec.

Livrable attendu : Spécification d’architecture d’un processus de mise à jour firmware chiffré et signé pour un chargeur public.

Module 48.1 : Sécurité de la couche réseau (VPN IPSec, APN privés cellulaires).

Module 48.2 : Attaques Man-In-The-Middle (MITM) sur OCPP et interception des badges RFID (Mifare).

Module 48.3 : Principes du Pentesting sur le port de diagnostic ou l’interface IHM (Écrans tactiles).

Livrable attendu : Rapport théorique de Pentest listant 3 vecteurs d’attaque sur l’interface RFID/NFC et les mesures correctives.

Module 49.1 : IEC 62443 (Sécurité des automatismes industriels) appliquée aux CSMS.

Module 49.2 : ISO/SAE 21434 (Ingénierie de la cybersécurité automobile) et interaction avec l’IRVE.

Module 49.3 : Lois et directives européennes (NIS 2) et obligations de notification des incidents.

Livrable attendu : Gap analysis (analyse des écarts) pour mettre une architecture CPO en conformité avec les exigences de la directive NIS 2.

Module 50.1 : Security Operations Center (SOC) pour flottes de chargeurs : intégration SIEM.

Module 50.2 : Télémétrie de sécurité : surveillance des logs de connexion, alertes de tentatives de manipulation.

Module 50.3 : Réponse à incident (Incident Response) et isolation d’un hub de recharge compromis.

Livrable attendu : Procédure (Playbook) d’isolation et d’investigation suite à la détection d’un comportement réseau anormal émanant d’une station DC.

Module 51.1 : Calcul du MTBF (Mean Time Between Failures) d’une architecture modulaire (MIL-HDBK-217F ou FIDES).

Module 51.2 : Modèles de durée de vie des condensateurs électrolytiques du bus DC (Loi d’Arrhenius).

Module 51.3 : Fatigue thermomécanique des modules IGBT (Cycles de puissance, lois de Coffin-Manson).

Livrable attendu : Calcul d’estimation de la durée de vie résiduelle (RUL) des condensateurs selon le profil de charge annuel d’une borne.

Module 52.1 : Capteurs virtuels et acquisition de signaux (Températures internes, formes d’ondes tension/courant).

Module 52.2 : Traitement en bordure (Edge Computing) vs Cloud Computing pour les gros volumes de données.

Module 52.3 : Protocoles IoT adaptés (MQTT, AMQP) vs OCPP pour le diagnostic bas niveau.

Livrable attendu : Architecture réseau mixant MQTT (télémétrie de santé à 1Hz) et OCPP (transactions).

Module 53.1 : Mappage des codes d’erreur du protocole CHAdeMO/CCS avec les défauts physiques internes.

Module 53.2 : Arbres de diagnostic automatisés pour le service client (Tier 1/2 support).

Module 53.3 : Réinitialisations matérielles (Hard reset), logicielles (Soft reset) et limites de sécurité.

Livrable attendu : Arbre de décision logique de diagnostic pour le code d’erreur “Isolement DC hors tolérance”.

Module 54.1 : Analyse de séries temporelles pour la détection d’anomalies (Dégradation des ventilateurs, filtres encrassés).

Module 54.2 : Machine Learning (Forêts aléatoires, Réseaux de neurones) appliqué au profil thermique des câbles HPC.

Module 54.3 : Passage de la maintenance préventive calendaire à la maintenance prescriptive.

Livrable attendu : Modélisation théorique d’un algorithme identifiant la perte d’efficacité d’un système de refroidissement liquide par analyse croisée Puissance/Température.

Module 55.1 : Création du modèle virtuel d’une station intégrant ses caractéristiques électriques, thermiques et d’usage.

Module 55.2 : Simulation par jumeau numérique des impacts d’une vague de chaleur sur la puissance délivrable.

Module 55.3 : Intégration du jumeau numérique dans les outils de GMAO (Gestion de Maintenance Assistée par Ordinateur).

Livrable attendu : Cahier des charges fonctionnel du jumeau numérique d’un hub de charge ultra-rapide sur autoroute.

Module 56.1 : Spécifications du standard MCS (CharIN) : 1250V, 3000A, jusqu’à 3.75 MW.

Module 56.2 : Nouvelles interfaces de communication matérielles (Ethernet physique selon IEEE 802.3cg).

Module 56.3 : Défis extrêmes en thermique et dimensionnement des contacteurs moyenne tension DC.

Livrable attendu : Conception unifilaire et dimensionnement thermique théorique d’une ligne de charge à 3 MW.

Module 57.1 : Physique de la résonance magnétique (Standard IEC 61980, SAE J2954).

Module 57.2 : Topologies de bobines (Circular, DD, DDQ) et efficacité de couplage spatial.

Module 57.3 : Systèmes dynamiques (DWPT) intégrés aux routes : défis de l’électronique embarquée/débarquée.

Livrable attendu : Calcul analytique du coefficient de couplage et du rendement d’un système WPT de 11kW avec un désalignement de 5cm.

Module 58.1 : Architecture DC-coupled vs AC-coupled pour l’intégration de panneaux solaires (PV).

Module 58.2 : Dimensionnement du stockage stationnaire (BESS – Battery Energy Storage System) en tampon.

Module 58.3 : Contrôleur de micro-réseau (PMS – Power Management System) et arbitrage en temps réel.

Livrable attendu : Dimensionnement capacitif d’un BESS (kWh/kW) visant à écrêter 30% des pics de puissance d’un hub MCS/HPC.

Module 59.1 : TCO (Total Cost of Ownership) d’une infrastructure rapide, Opex (maintenance, abonnement réseau) vs Capex.

Module 59.2 : Vente d’énergie, facturation au temps, tarification au kWh, pénalités d’occupation.

Module 59.3 : Valorisation des certificats carbones et subventions environnementales.

Livrable attendu : Analyse financière (Taux de Rentabilité Interne – TRI, Payback period) d’un investissement de 2 millions d’euros pour un hub autoroutier 100% DC.

Module 60.1 : Synthèse transversale : du réseau électrique jusqu’à l’électrochimie de la batterie.

Module 60.2 : Vision prospective : chargeurs Solid-State Transformless, Intelligence Artificielle générative en conception.

Livrable final : Mémoire d’ingénierie intégrateur (Conception complète d’un système de charge DC de nouvelle génération : choix de topologie, protocoles, modélisation thermique et plan de cybersécurité).