{"id":3404,"date":"2015-04-06T12:36:48","date_gmt":"2015-04-06T11:36:48","guid":{"rendered":"https:\/\/l2ep.univ-lille.fr\/?page_id=3404"},"modified":"2018-10-16T08:44:55","modified_gmt":"2018-10-16T07:44:55","slug":"theses-equipe-omn","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/l2ep.univ-lille.fr\/en\/groupes-de-recherche\/equipe-omn\/theses-equipe-omn\/","title":{"rendered":"Th\u00e8ses Equipe Outils et M\u00e9thodes Num\u00e9riques"},"content":{"rendered":"
    <\/ol>2024<\/strong><\/a>
    1. \"Contr\u00f4le non destructif \u00e9lectromagn\u00e9tique et ultrasonore en vue de l\u2019\u00e9valuation des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques d\u2019aciers martensitiques\"<\/br>Marwane DHERB\u00c9COURT<\/strong>, Th\u00e8se de l'Universit\u00e9 de Lille, Mars 2024, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

      Les produits tubulaires commercialis\u00e9s par Vallourec subissent des tests destructifs rigoureux pour s\u2019assurer que leurs propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques soient conformes aux normes et aux sp\u00e9cifications. En particulier, les tubes en acier sans soudure destin\u00e9s au march\u00e9 du p\u00e9trole et du gaz doivent \u00eatre des produits fiables et durables. Pouvoir mesurer de mani\u00e8re non destructive certaines des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques de ces aciers r\u00e9pondrait \u00e0 un besoin industriel fort. C\u2019est le d\u00e9fi auquel cette th\u00e8se veut r\u00e9pondre : mettre en place une m\u00e9thodologie permettant de mesurer une ou plusieurs grandeurs m\u00e9caniques des nuances d\u2019acier Vallourec, \u00e0 partir de signaux obtenus par des techniques de contr\u00f4le non destructives (CND). Afin de d\u00e9corr\u00e9ler rigoureusement les diff\u00e9rentes contributions qui influencent les mesures exp\u00e9rimentales, une analyse d\u00e9taill\u00e9e des m\u00e9canismes impliqu\u00e9s est n\u00e9cessaire. L\u2019\u00e9tude des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques des aciers \u00e9tant un domaine extr\u00eamement riche, nous ne nous int\u00e9resserons qu\u2019aux nuances d\u2019acier OCTG (Oil Country Tubular Goods). Ces aciers martensitiques sont destin\u00e9s aux applications de forage, d\u2019extraction du p\u00e9trole et du gaz naturel. Aussi, notre attention se porte sur l\u2019\u00e9valuation des propri\u00e9t\u00e9s suivantes : limite d\u2019\u00e9lasticit\u00e9, r\u00e9sistance \u00e0 la traction, duret\u00e9 et l\u2019\u00e9tat de contrainte. Pour ce faire, des techniques CND \u00e9lectromagn\u00e9tiques et ultrasonores pour la caract\u00e9risation mat\u00e9riaux des aciers sont mises en place.<\/p><\/div><\/li>

    2. \"Contribution au d\u00e9veloppement d'une m\u00e9thodologie non intrusive de diagnostic de d\u00e9fauts \u00e9lectriques de machines synchrones \u00e0 aimants permanents polyphas\u00e9es utilis\u00e9es en \u00e9olien offshore\"<\/br>Anthony EL HAJJ<\/strong>, Th\u00e8se, F\u00e9vrier 2024, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

      Avec la croissance de la demande en \u00e9nergie \u00e9lectrique et la n\u00e9cessit\u00e9 de d\u00e9carboner sa production, l'int\u00e9r\u00eat port\u00e9 aux \u00e9nergies renouvelables, et plus pr\u00e9cis\u00e9ment \u00e0 l'\u00e9nergie \u00e9olienne, est de plus en plus accru. L'\u00e9olien offshore admet, quant \u00e0 lui, maints avantages : le vent est davantage stable et fort en mer, la mont\u00e9e en puissance est plus facile qu'en onshore, etc. Toutefois, l'acc\u00e8s aux parcs en mer est difficile et les interventions sur site et les op\u00e9rations de maintenance sont on\u00e9reuses. En d\u00e9veloppant des outils de diagnostic pr\u00e9coce de d\u00e9fauts, il est possible d'avoir de meilleures connaissances de l'\u00e9tat de sant\u00e9 des \u00e9oliennes et de passer ainsi d'une maintenance corrective et syst\u00e9matique \u00e0 une maintenance conditionnelle et pr\u00e9dictive, ce qui r\u00e9duirait ses co\u00fbts. L'objectif de ce travail est de d\u00e9velopper une m\u00e9thodologie non intrusive de diagnostic de d\u00e9fauts \u00e9lectriques d'une cha\u00eene de conversion de puissance \u00e0 g\u00e9n\u00e9ratrice synchrone \u00e0 aimants permanents polyphas\u00e9e, pr\u00e9sente dans les derni\u00e8res g\u00e9n\u00e9rations d'\u00e9oliennes offshore. Pour ce faire, des indicateurs de d\u00e9fauts, bas\u00e9s sur les mesures d\u00e9j\u00e0 disponibles et les degr\u00e9s de libert\u00e9 suppl\u00e9mentaires dont disposent certains syst\u00e8mes polyphas\u00e9s, sont d\u00e9finis dans un premier temps et calcul\u00e9s en pr\u00e9sence de plusieurs types de d\u00e9fauts \u00e9lectriques : augmentation de la r\u00e9sistance d'une phase, court-circuit entre spires, court-circuit phase-phase et court-circuit phase-terre. D'autres composantes sont examin\u00e9es dans un second temps en vue d'une classification des d\u00e9fauts \u00e9lectriques. Plusieurs points de fonctionnement et s\u00e9v\u00e9rit\u00e9s de d\u00e9fauts sont consid\u00e9r\u00e9s. Ces derni\u00e8res ont \u00e9t\u00e9 choisies pour repr\u00e9senter des d\u00e9fauts naissants, ce qui permet d'\u00e9viter tout potentiel effet local destructeur et d'analyser la sensibilit\u00e9 des indicateurs d\u00e9velopp\u00e9s. Une bonne concordance est montr\u00e9e entre les simulations r\u00e9alis\u00e9es sous MATLAB\/Simulink et les essais exp\u00e9rimentaux r\u00e9alis\u00e9s sur le 'banc ENR', un banc d'essai install\u00e9 \u00e0 EDF R&D Lab Paris-Saclay, d'une puissance de 55 kW et qui repr\u00e9sente \u00e0 une \u00e9chelle r\u00e9duite le type de cha\u00eenes de conversion de puissance \u00e9tudi\u00e9.<\/p><\/div><\/li><\/ol>2023<\/strong><\/a>

      1. \"D\u00e9veloppement d'un outil d'aide \u00e0 la conception des moteurs synchrones \u00e0 aimant permanent \u00e0 d\u00e9marrage direct\"<\/br>Hamza FAROOQ<\/strong>, Th\u00e8se, D\u00e9cembre 2023, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

        Cette th\u00e8se pr\u00e9sente le d\u00e9veloppement d'un outil d'aide \u00e0 la conception des moteurs synchrones \u00e0 aimant permanent \u00e0 d\u00e9marrage direct. Ces moteurs \u00e0 d\u00e9marrage direct ont un rendement int\u00e9ressant par rapport une machine asynchrone, et ceci en combinant sur leur rotor des aimants permanents et une cage d'\u00e9cureuil. La cage offre la capacit\u00e9 de d\u00e9marrage direct, tandis que les aimants permettent au moteur de se synchroniser et de fonctionner \u00e0 une vitesse synchrone. L'objectif principal de cette \u00e9tude est de relever le d\u00e9fi du dimensionnement des aimants et de la cage d'\u00e9cureuil du rotor, afin d'optimiser les performances de ces moteurs. Les aimants du rotor contribuent \u00e0 am\u00e9liorer les performances du moteur \u00e0 vitesse synchrone, mais ils cr\u00e9ent \u00e9galement un couple de freinage pendant la phase de d\u00e9marrage, ce qui entrave un d\u00e9marrage en douceur du moteur. La cage du rotor fournit quant \u00e0 elle le couple d'induction pendant le d\u00e9marrage et doit \u00eatre con\u00e7ue pour pouvoir fournir le couple de charge requis, quelle que soit l'application souhait\u00e9e. Un mod\u00e8le transitoire est n\u00e9cessaire pour observer cet effet des aimants et de la cage d'\u00e9cureuil sur les performances du moteur. Pour atteindre cet objectif, un mod\u00e8le analytique bas\u00e9 sur le circuit \u00e9lectrique \u00e9quivalent dans les axes \"d\" et \"q\" est d\u00e9velopp\u00e9, afin d'analyser les performances de ce moteur. Ce mod\u00e8le permet d'\u00e9valuer les performances dynamiques du moteur, \u00e0 la fois pendant les r\u00e9gimes de d\u00e9marrage et en r\u00e9gime permanent. Pour tenir compte de l'influence de la saturation sur les performances du moteur, une approche par des r\u00e9seaux de r\u00e9luctances est employ\u00e9e. Des relations analytiques issues des r\u00e9seaux sont d\u00e9velopp\u00e9es pour estimer la force \u00e9lectromotrice, de m\u00eame que les inductances de magn\u00e9tisation et de fuite. L'outil analytique d\u00e9velopp\u00e9 est utilis\u00e9 pour effectuer une optimisation multi-objectifs, afin d'am\u00e9liorer simultan\u00e9ment les performances de d\u00e9marrage en transitoire et synchrones en r\u00e9gime permanent. Le temps de d\u00e9marrage du moteur est d\u00e9termin\u00e9 \u00e0 l'aide du mod\u00e8le pour garantir la capacit\u00e9 de d\u00e9marrage direct dans le processus d'optimisation. Pour valider la robustesse du mod\u00e8le analytique, des simulations par la m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis sont effectu\u00e9es. De plus, une \u00e9tude exp\u00e9rimentale est men\u00e9e \u00e0 l'aide d'un moteur \u00e0 d\u00e9marrage direct du commerce. Le mod\u00e8le analytique montre des tendances similaires au d\u00e9marrage du moteur par rapport aux r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux. Au final, l'outil d\u00e9velopp\u00e9, coupl\u00e9 \u00e0 un outil d'optimisation, permet d'obtenir des solutions optimales sous forme de front de Pareto avec un bon compromis entre la pr\u00e9cision et la rapidit\u00e9. Cela permet \u00e0 l'utilisateur d'obtenir rapidement des tendances de conception, notamment sur le prix et les pertes, tout en s'assurant du d\u00e9marrage possible du moteur, quelle que soit la charge.<\/p><\/div><\/li>

      2. \"Conception et contr\u00f4le de machines synchrones Vernier \u00e0 aimants permanents \u00e0 attaque directe pour v\u00e9hicules \u00e9lectriques\"<\/br>Walid GUENDOUZ<\/strong>, Th\u00e8se, D\u00e9cembre 2023, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

        Les v\u00e9hicules \u00e9lectriques (VE) constituent aujourd\u2019hui l\u2019un des domaines de recherche les plus actifs. Cela comprend diff\u00e9rents points allant de la conception des diff\u00e9rents composants du v\u00e9hicule, dont les batteries, jusqu\u2019\u00e0 la recherche de la gestion \u00e9nerg\u00e9tique la plus efficace pour optimiser l\u2019autonomie. Ces travaux visent \u00e9galement \u00e0 accro\u00eetre la fiabilit\u00e9 des v\u00e9hicules tout en r\u00e9duisant les prix. Dans ce vaste contexte, la motorisation \u00e9lectrique est un point cl\u00e9 pour r\u00e9pondre aux exigences d\u2019un VE efficace. L\u2019utilisation d\u2019une machine \u00e0 attaque directe en monomoteur constituerait une solution int\u00e9ressante en termes de rendement et de fiabilit\u00e9 en \u00e9vitant le multiplicateur de vitesse. Dans cette optique et sans augmentation excessive du volume de la machine, nous avons dimensionn\u00e9 et \u00e9tudi\u00e9 un prototype de machine \u00e0 r\u00e9luctance Vernier \u00e0 aimants \u00e0 partir d\u2019un cahier des charges bien sp\u00e9cifique. Les performances du prototype dimensionn\u00e9 ont ensuite \u00e9t\u00e9 valid\u00e9es au travers d\u2019une mod\u00e9lisation num\u00e9rique par \u00e9l\u00e9ments finis en 2D. Ce dernier r\u00e9pond aux sp\u00e9cifications de l\u2019application mais pr\u00e9sente un faible facteur de puissance. Diff\u00e9rentes autres configurations ont alors \u00e9t\u00e9 investigu\u00e9es tout en maintenant constant le volume de mat\u00e9riaux actifs et en gardant un nombre de paires de p\u00f4les proche. Deux prototypes ont \u00e9t\u00e9 s\u00e9lectionn\u00e9s pour leur bon facteur de puissance bien qu\u2019ils souffrent d\u2019un taux d\u2019ondulation du couple \u00e9lev\u00e9. Le travail a port\u00e9 alors sur une optimisation pour r\u00e9duire ce dernier en ajustant des param\u00e8tres g\u00e9om\u00e9triques, notamment les ouvertures d\u2019encoches, et en explorant l\u2019utilisation de la configuration Halbach pour les aimants. Afin d\u2019att\u00e9nuer les ondulations de couple tout en am\u00e9liorant la puissance massique des mat\u00e9riaux actives de la machine, nous avons adopt\u00e9 une approche proposant une structure \u00e0 double stator sur la base de celle qui fournit la valeur moyenne de coule la plus \u00e9lev\u00e9e. En conservant le stator initial et en ajustant la quantit\u00e9 d\u2019aimants, un second stator interne a \u00e9t\u00e9 ajout\u00e9. Une \u00e9tude de sensibilit\u00e9 a ensuite \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9e sur l\u2019angle de d\u00e9calage entre le stator interne et externe permettant de r\u00e9duire le couple de d\u00e9tente et les ondulations du couple. Enfin, une optimisation des ouvertures d\u2019encoches des deux stators, ainsi que le taux d\u2019ouverture des aimants de type Halbach a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e. Cela a permis d\u2019aboutir \u00e0 une structure avec moins d\u2019ondulations tout en maintenant une puissance massique \u00e9lev\u00e9e. La derni\u00e8re partie des travaux a port\u00e9 sur le d\u00e9veloppement d\u2019une mod\u00e9lisation analytique de la machine optimis\u00e9e puis l\u2019application d\u2019une commande vectorielle. Les performances de la structure retenue, avec la commande, ont \u00e9t\u00e9 alors \u00e9valu\u00e9es dans des conditions de conduite r\u00e9elles.<\/p><\/div><\/li>

      3. \"Contribution \u00e0 l'\u00e9tude et la commande de g\u00e9n\u00e9ratrices synchrones \u00e0 r\u00e9luctance en fonctionnement autonome\"<\/br>Yamina DJOUADI<\/strong>, Th\u00e8se, D\u00e9cembre 2023, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

        Dans le domaine de la g\u00e9n\u00e9ration de l'\u00e9nergie \u00e9olienne ,outre les unit\u00e9s de production de masse ,l'augmentation de la p\u00e9n\u00e9tration de cette \u00e9nergie au travers d'unit\u00e9s autonomes avec des prix r\u00e9duits reste encore un domaine n\u00e9cessitant des travaux .dans ce cadre des actions ont largement men\u00e9es sur l'\u00e9tude et la commande de la machine asynchrone (MAS) \u00e0 cage en fonctionnement g\u00e9n\u00e9rateur autonome mais tr\u00e9s peu l'ont \u00e9t\u00e9 sur les machines synchrones or ,ces derni\u00e8res ont des performances proches de celle des MAS tout en \u00e9vitant des courants rotoriques et dons des \u00e9chauffement \u00e0 \u00e9vacuer. Par ailleurs, les prix de revient de ces machines sont plus faibles que ceux des MAS. Dans ce contexte, l'\u00e9tude et la comparaison des performances de MSR \u00e0 celle de MAS rev\u00eat un int\u00e9r\u00eat ind\u00e9niable. Dans le cas du pr\u00e9sent projet de th\u00e8se ,la comparaison s'appuiera sur les diff\u00e8rent travaux ant\u00e9rieurs d\u00e9j\u00e0 men\u00e9s sur les performances de la MAS en g\u00e9n\u00e9rateur autonome .le travail e doctorat propos\u00e9 concerne l'\u00e9tude ,la mod\u00e9lisation et \u00e0 la commande de g\u00e9n\u00e9ratrice synchrone \u00e0 r\u00e9luctance variable en fonctionnement autonome .ce travail sera structur\u00e9 suivant trois parties: la premi\u00e8re partie sera consacr\u00e9e \u00e0 une \u00e9tude bibliographique la plus exhaustive possible .par ailleurs, ne disposent pas de MRS ,le dimensionnement de la g\u00e9n\u00e9ratrice synchrone \u00e0 r\u00e9luctance variable r\u00e9pondant \u00e0 un cahier de charges sp\u00e9cifique devra \u00eatre effectu\u00e9 en utilisant le m\u00e9m\u00e9 stator que celui d'une MAS dont on dispose .cela se basera alors sur le choix et l'optimisation des saillance rotoriques, soit sous leur forme basique soit sous celle de guide de flux .la deuxi\u00e8me partie sera consacr\u00e9e \u00e0 la mod\u00e9lisation num\u00e9rique et analytique et l'identification des diff\u00e9rents param\u00e8tres du mod\u00e8le analytique de la g\u00e9n\u00e9ratrice r\u00e9luctance variable .une attention particuli\u00e8re sera port\u00e9e au caract\u00e8re non lin\u00e9aire de ce dernier d\u00fb \u00e0 l'effet de la saturation qui n'est pas n\u00e9gligeable dans ces machines .sue cette base ,une \u00e9tude analytique sera men\u00e9e pour d\u00e9terminer quelle seraient les valeurs ad\u00e9quates de condensateurs qui pourraient \u00eatre mis en parall\u00e8le aux bobinages statoriques pour auto amorcer la machine en g\u00e9n\u00e9rateur .le m\u00eame mod\u00e8le sera ensuite mis en \u0153uvre pour quantifier les performances de cette solution 'simple 'en fonction de divers param\u00e8tres tels la vitesse ,la charge et les valeurs des capacit\u00e9s .la troisi\u00e8me partie concernera l'\u00e9tude de la g\u00e9n\u00e9ratrice synchrones \u00e0 r\u00e9luctance connect\u00e9e \u00e0 un redresseur \u00e0 MLI d'abord en boucle ouverte puis en boucle ferm\u00e9e en testant diverses strat\u00e9gies tenant compte de la non-lin\u00e9arit\u00e9 des mat\u00e9riaux magn\u00e9tiques . L'\u00e9laboration des commandes lin\u00e9aires des syst\u00e9mes en boucle ferm\u00e9e avec comme objectif, en plus de la fonctionnalit\u00e9 vis\u00e9e, une gestion intelligente de la puissance dans le cas de l'application \u00e0 la production \u00e9olienne d'\u00e9nergie. Enfin comme derni\u00e8re partie du travail, nous tenterons de nous munir d'un prototype exp\u00e9rimental afin de valider les diff\u00e9rentes \u00e9tudes tant de dimensionnement, de mod\u00e9lisation t de fonctionnement en boucle ouverte et ferm\u00e9e.<\/p><\/div><\/li>

      4. \"Fabrication additive de mat\u00e9riaux magn\u00e9tiques doux par voie indirecte\"<\/br>Vincent MARTIN<\/strong>, Th\u00e8se, F\u00e9vrier 2023, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

        L\u2019utilisation des technologies de fabrication additive s\u2019est fortement d\u00e9mocratis\u00e9e depuis la fin des ann\u00e9es 80 et l\u2019apparition des premi\u00e8res imprimantes 3D. Gr\u00e2ce aux nombreux d\u00e9veloppements dont elles ont fait l\u2019objet, ces solutions constituent d\u00e9sormais une r\u00e9ponse pertinente aux probl\u00e9matiques des divers secteurs de la recherche scientifique et de l\u2019industrie. En particulier, le g\u00e9nie \u00e9lectrique peut grandement tirer profit des nouvelles opportunit\u00e9s offertes par l\u2019impression 3D. Ces travaux de th\u00e8se portent sur la mise en place et l\u2019\u00e9tude d\u2019un proc\u00e9d\u00e9 de fabrication additive pour le g\u00e9nie \u00e9lectrique, en particulier pour l\u2019impression de mat\u00e9riaux magn\u00e9tiques doux utilis\u00e9s lors de la r\u00e9alisation de dispositifs \u00e9lectriques de conversion d\u2019\u00e9nergie. Un proc\u00e9d\u00e9 indirect inspir\u00e9 des technologies de moulage m\u00e9tal par injection est d\u00e9velopp\u00e9 et deux mat\u00e9riaux classiques du domaine sont consid\u00e9r\u00e9s en particulier : le fer silicium 3% et le ferrite mangan\u00e8se zinc. La validation du proc\u00e9d\u00e9 ainsi que l\u2019\u00e9tude de son impact sur les performances sont d\u2019abord pr\u00e9sent\u00e9es. Par la suite, le d\u00e9veloppement d\u2019un feedstock polym\u00e8re charg\u00e9 en poudre de ferrite est explor\u00e9 pour les m\u00e9thodes d\u2019impression FFF et DLP. Enfin, la mise en place d\u2019un processus d\u2019optimisation topologique bas\u00e9 sur un mod\u00e8le de r\u00e9luctances maill\u00e9es est r\u00e9alis\u00e9e. Celui-ci est appliqu\u00e9 au cas d\u2019un composant magn\u00e9tique passif et suivi de l\u2019impression et de la caract\u00e9risation des g\u00e9om\u00e9tries optimales<\/p><\/div><\/li><\/ol>2022<\/strong><\/a>

        1. \"R\u00e9duction de mod\u00e8les num\u00e9riques pour l\u2019\u00e9valuation des performances de machines \u00e9lectriques\"<\/br>Th\u00e9o DELAGNES<\/strong>, th\u00e8se, D\u00e9cembre 2022, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

          Dans le domaine de l\u2019\u00e9lectrotechnique, il est courant d\u2019avoir recourt \u00e0 des simulations num\u00e9riques du mat\u00e9riel \u00e9lectrique, afin par exemple de pr\u00e9parer efficacement des essais, ou d\u2019aller m\u00eame jusqu\u2019\u00e0 \u00e9viter les essais difficiles \u00e0 r\u00e9aliser ou dangereux. Dans ce cadre, on utilise souvent, pour les simulations, la m\u00e9thode des El\u00e9ments Finis (EF) car elle permet la prise en compte de g\u00e9om\u00e9tries et de lois de mat\u00e9riaux complexes, le mouvement d\u2019une pi\u00e8ce par rapport \u00e0 une autre et le couplage avec un circuit ext\u00e9rieur. Elle se base sur la discr\u00e9tisation des \u00e9quations de Maxwell, et permet d\u2019obtenir l\u2019\u00e9volution de distributions de champs \u00e9lectriques et magn\u00e9tiques, ainsi que de grandeurs d\u2019int\u00e9r\u00eats (flux, courants, pertes Joule, couple, \u2026) n\u00e9cessaires au diagnostic mat\u00e9riel. Ainsi, cet outil est particuli\u00e8rement int\u00e9ressant dans un contexte industriel, de par sa capacit\u00e9 \u00e0 repr\u00e9senter un v\u00e9ritable prototype virtuel d\u2019un dispositif dont on cherche \u00e0 \u00e9valuer les performances. Cependant, \u00e0 cause du grand nombre d\u2019inconnues et du comportement non lin\u00e9aire de mat\u00e9riaux ferromagn\u00e9tiques (dont l\u2019utilisation est courante au sein des dispositifs \u00e9lectrotechniques), la simulation num\u00e9rique par la m\u00e9thode EF de mat\u00e9riel \u00e9lectrique est souvent tr\u00e8s couteuse en temps de calcul. On cherche alors \u00e0 mettre en \u0153uvre des techniques dans le but de r\u00e9duire le temps de calcul, en appliquant des m\u00e9thodes de r\u00e9duction de mod\u00e8le. Un premier degr\u00e9 de r\u00e9duction repose sur la d\u00e9finition d\u2019une base r\u00e9duite, dans laquelle on recherchera une approximation de la solution en projetant le syst\u00e8me EF, ce qui permet de r\u00e9duire grandement le nombre d\u2019inconnues. Parmi les m\u00e9thodes les plus connues, on peut citer la Proper Orthogonal Decomposition (POD), la Proper Generalized Decomposition (PGD), la m\u00e9thode d\u2019Arnoldi ou celle des Circuits de Cauer. Le second degr\u00e9 de r\u00e9duction consiste \u00e0 acc\u00e9l\u00e9rer le temps de calcul associ\u00e9 aux ph\u00e9nom\u00e8nes non lin\u00e9aires, en \u00e9valuant les ph\u00e9nom\u00e8nes non lin\u00e9aires sur quelques points de l\u2019espace, \u00e0 partir desquels on reconstruira l\u2019ensemble des non lin\u00e9arit\u00e9s dans tout le domaine ferromagn\u00e9tique. On distingue alors les m\u00e9thodes de projection oblique Hyper-Reduction (HR) et Missing Point Estimation (MPE) et les m\u00e9thodes d\u2019interpolation Discrete Empirical Interpolation Method (DEIM), Gappy POD (GPOD) et Gaussian Newton Augmented Tensors (GNAT). Cette th\u00e8se CIFRE a \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9e dans le cadre du LAMEL (laboratoire commun entre le L2EP et EDF R&D), qui poss\u00e8de une exp\u00e9rience importante dans la r\u00e9duction de probl\u00e8mes \u00e9lectromagn\u00e9tiques basse fr\u00e9quence. L\u2019objectif de ce doctorat est d\u2019identifier les m\u00e9thodes de r\u00e9duction les plus adapt\u00e9es \u00e0 un probl\u00e8me magn\u00e9todynamique non lin\u00e9aire avec prise en compte du mouvement, dans le but d\u2019int\u00e9grer des mod\u00e8les r\u00e9duits au sein de proc\u00e9dures de diagnostics d\u2019une machine asynchrone \u00e0 cage d\u2019\u00e9cureuil. Les mod\u00e8les r\u00e9duits propos\u00e9s permettent de r\u00e9duire le cout de calcul, tout en garantissant une bonne pr\u00e9cision sur les r\u00e9sultats. Ils sont \u00e9valu\u00e9s dans le cadre de scenarii industriels d\u2019\u00e9valuation des performances de machines asynchrones. On montre bien que, dans ce cadre, les approches mettant \u00e0 profit des mod\u00e8les r\u00e9duit permettent de r\u00e9duire fortement les temps de calcul, tout en gardant une bonne pr\u00e9cision par rapport aux approches actuelles bas\u00e9es sur des mod\u00e8les EF.<\/p><\/div><\/li>

        2. \"Contribution \u00e0 la caract\u00e9risation et \u00e0 la mod\u00e9lisation 3D de l'anisotropie des aciers \u00e9lectriques \u00e0 grains orient\u00e9s en vue du calcul des pertes aux extr\u00e9mit\u00e9s des turbo-alternateurs\"<\/br>Leysmir MILLAN MIRABAL<\/strong>, Th\u00e8se, Juin 2022, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

          R\u00e9cemment, les gestionnaires de r\u00e9seau et de syst\u00e8me de transmission, comme le R\u00e9seau europ\u00e9en des gestionnaires de r\u00e9seau de transport d'\u00e9lectricit\u00e9 (ENTSO-E), mettent en place des r\u00e9glementations pour \u00e9tendre la plage de fonctionnement des \u00e9quipements connect\u00e9s au r\u00e9seau \u00e9lectrique. Les principaux objectifs de ces modifications sont : d'augmenter la flexibilit\u00e9 du r\u00e9seau en le rendant capable de supporter des variations de fr\u00e9quence et de tension (dues aux modifications de l'\u00e9quilibre des puissances active et r\u00e9active) et de faciliter l'int\u00e9gration et la production d'\u00e9nergie renouvelable. Cependant, de nombreux \u00e9quipements install\u00e9s et raccord\u00e9s au r\u00e9seau n'ont pas \u00e9t\u00e9 con\u00e7us pour \u00eatre exploit\u00e9s dans ces plages de fonctionnement et leur utilisation dans ces conditions peut avoir un impact n\u00e9gatif sur le cycle de vie des \u00e9quipements, en particulier dans les turbo-alternateurs.Les grands turbo-alternateurs, utilis\u00e9s pour la production d'\u00e9lectricit\u00e9 dans les centrales nucl\u00e9aires et hydro\u00e9lectriques, sont impact\u00e9s par ces nouvelles r\u00e9glementations. Cet impact est particuli\u00e8rement observ\u00e9 aux extr\u00e9mit\u00e9s de ces machines \u00e9lectriques o\u00f9 les pertes fer sont susceptibles d'augmenter significativement. Ces pertes peuvent entra\u00eener des \u00e9chauffements, notamment des points chauds, qui peuvent conduire \u00e0 la fusion de l\u2019isolation entre les t\u00f4les du noyau du stator, provoquant ainsi des courts-circuits et des dommages irr\u00e9versibles \u00e0 l'\u00e9quipement. Afin de pouvoir analyser et limiter l'impact des m\u00e9canismes physiques mis en jeu, la soci\u00e9t\u00e9 EDF s\u2019appuie sur des simulations num\u00e9riques tridimensionnelles de la machine \u00e9lectrique pour calculer les pertes pour diff\u00e9rents r\u00e9gimes de fonctionnement.Une partie de ce travail a d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e au laboratoire L2EP, o\u00f9 le logiciel d'analyse par \u00e9l\u00e9ments finis code_Carmel a \u00e9t\u00e9 adapt\u00e9 pour le calcul des pertes dans le noyau du stator et des pertes joule dans les mod\u00e8les tridimensionnels. Cependant, la complexit\u00e9 physique des propri\u00e9t\u00e9s des circuits magn\u00e9tiques aux extr\u00e9mit\u00e9s des turbo-alternateurs doit \u00eatre prise en compte pour obtenir des r\u00e9sultats fiables. En effet, compte tenu du sch\u00e9ma tridimensionnel du chemin du flux magn\u00e9tique et des propri\u00e9t\u00e9s fortement anisotropes du circuit magn\u00e9tique en acier \u00e9lectrique \u00e0 grains orient\u00e9s (GO), la description des pertes fer n\u00e9cessite des mod\u00e8les de mat\u00e9riaux magn\u00e9tiques anisotropes pr\u00e9cis combin\u00e9s \u00e0 une mod\u00e9lisation num\u00e9rique efficace.Dans le cadre de ce travail de th\u00e8se, des mod\u00e8les anisotropes d\u00e9di\u00e9s aux aciers GO, notamment pour d\u00e9crire la loi de comportement et les pertes fer, ont \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9s puis impl\u00e9ment\u00e9s dans un environnement de simulation par \u00e9l\u00e9ments finis (FEM) au sein du logiciel code_Carmel. La mise en \u0153uvre a \u00e9t\u00e9 valid\u00e9e par rapport \u00e0 des donn\u00e9es exp\u00e9rimentales obtenues sur un acier GO de qualit\u00e9 industrielle conventionnelle g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9e dans les turbo-alternateurs. De plus, un d\u00e9monstrateur exp\u00e9rimental a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9 pour \u00e9tudier plus finement le comportement magn\u00e9tique d'un empilement de t\u00f4les GO soumis \u00e0 des excitations de flux magn\u00e9tique 3D non conventionnelles. Un mod\u00e8le num\u00e9rique du d\u00e9monstrateur exp\u00e9rimental a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9 et \u00e9tudi\u00e9, incluant les mod\u00e8les de mat\u00e9riaux anisotropes, en comparant le comportement global du mat\u00e9riau GO ainsi que les pertes de fer dans l'\u00e9chantillon d'int\u00e9r\u00eat.Les r\u00e9sultats montrent que, dans des configurations d'attaque de flux magn\u00e9tique non conventionnelles, en particulier avec une attaque de flux magn\u00e9tique normale au plan de laminage, les caract\u00e9ristiques anisotropes de l\u2019acier GO peuvent influencer la distribution du flux magn\u00e9tique dans l'empilement de t\u00f4les \u00e9tudi\u00e9 ainsi que les pertes de fer associ\u00e9es. Notamment, et comme attendu, les pertes par courants de Foucault classiques constituent la contribution majeure aux pertes fer dans l\u2019empilement de t\u00f4les \u00e9tudi\u00e9es.<\/p><\/div><\/li>

        3. \"Optimisation multi-physiques de 2 gammes de machines tournantes pour actionneurs tubulaires en int\u00e9grant les aspects technico-\u00e9conomiques, les imperfections li\u00e9es au processus de fabrication et le bruit d'origine magn\u00e9tique\"<\/br>Thierry TOLLANCE<\/strong>, Th\u00e8se, Juin 2022, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

          Cette th\u00e8se de doctorat porte sur la conception multi-physiques d\u2019actionneurs tubulaires en int\u00e9grant les aspects technico-\u00e9conomiques et le bruit d\u2019origine \u00e9lectromagn\u00e9tique. L\u2019\u00e9tude s\u2019inscrit dans un contexte industriel de grande s\u00e9rie o\u00f9 les exigences acoustiques pour des produits d\u2019int\u00e9rieur comme le style screen ou \u00e9cran de cin\u00e9ma sont de plus en plus grandes. Dans le cadre de production grande s\u00e9rie, un bobinage dentaire a \u00e9t\u00e9 choisie et une machine de r\u00e9f\u00e9rence dite MSAP (Machine Synchrone \u00e0 Aimants Permanents en surface) a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9e pour r\u00e9pondre \u00e0 un cahier des charges. Des mod\u00e8les multi-physiques analytiques permettant la compr\u00e9hension des tendances mais aussi l\u2019origine des raies de pressions ainsi que des mod\u00e8les multi-physiques par \u00e9l\u00e9ments finis permettant une \u00e9tude plus quantitative ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9s, de l\u2019\u00e9lectromagn\u00e9tisme jusqu\u2019au bruit. Ces mod\u00e8les ont \u00e9t\u00e9 confront\u00e9s \u00e0 des mesures exp\u00e9rimentales qui ont permis de valider la chaine de mod\u00e9lisation multi-physiques propos\u00e9e. La MSAP r\u00e9pond parfaitement au cahier des charges, mais dans un contexte de r\u00e9duction des co\u00fbts, d\u2019autres solutions de moteurs ont \u00e9t\u00e9 envisag\u00e9es telles que les machines synchro-r\u00e9luctantes avec et sans aimant.
          \r\n
          \r\nDeux types de machines synchro-r\u00e9luctantes avec et sans aimant ont alors \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9es avec pour objectif de proposer une structure qui permet de r\u00e9duire le bruit et conserver des performances suffisantes. Apr\u00e8s une \u00e9tude \u00e9lectromagn\u00e9tique, il s\u2019est av\u00e9r\u00e9 que la machine synchro-r\u00e9luctante sans aimant ne permettait pas de r\u00e9pondre aux exigences dans le contexte impos\u00e9. Une machine assist\u00e9e d\u2019aimants a ensuite \u00e9t\u00e9 dimensionn\u00e9e permettant de r\u00e9pondre au cahier des charges d\u2019un point de vue du couple. Une \u00e9tude multi-physique a \u00e9t\u00e9 d\u00e9roul\u00e9e et confront\u00e9e \u00e0 des mesures. Le moteur s\u2019av\u00e8re plus bruyant avec une \u00e9mergence forte sur une raie d\u2019ordre spatial 2 \u00e0 2 kHz.
          \r\n
          \r\nPour rem\u00e9dier \u00e0 cette augmentation de bruit, plus particuli\u00e8rement la raie \u00e0 2 kHz, des techniques de r\u00e9duction de bruit par des modifications de structure mineure ont \u00e9t\u00e9 mise en \u0153uvre. Le d\u00e9veloppement d\u2019un mod\u00e8le analytique coupl\u00e9 \u00e0 l\u2019exploitation du produit de convolution nous a permis de remonter aux origines des raies de pression radiale.<\/p><\/div><\/li><\/ol>2021<\/strong>          <\/a>

          1. \"Etude de l\u2019impact des proc\u00e9d\u00e9s de fabrication des machines \u00e9lectriques sur les propri\u00e9t\u00e9s des noyaux magn\u00e9tiques\"<\/br>Hugo HELBLING<\/strong>, Th\u00e8se, D\u00e9cembre 2021, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

            Dans le contexte de l'accroissement de l\u2019efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique des machines \u00e9lectriques de fortes puissances, la r\u00e9duction des pertes fer constitue \u00e9videmment un des points cl\u00e9s. Or, il subsiste encore aujourd'hui des \u00e9carts entre les pertes estim\u00e9es lors de la phase de conception et celles mesur\u00e9es sur les machines r\u00e9elles. Ces \u00e9carts sont, entre autres, li\u00e9s aux conditions de fabrication du circuit magn\u00e9tique (d\u00e9coupe, assemblage, impr\u00e9gnation...) qui peuvent conduire \u00e0 une modification des propri\u00e9t\u00e9s des aciers \u00e9lectriques, notamment par une d\u00e9gradation des performances magn\u00e9tiques et une augmentation des pertes fer. Afin d\u2019am\u00e9liorer les outils de conception, il est alors n\u00e9cessaire d\u2019analyser et de quantifier les ph\u00e9nom\u00e8nes et m\u00e9canismes physiques qui conduisent \u00e0 la d\u00e9gradation des propri\u00e9t\u00e9s magn\u00e9tiques tout en faisant le lien avec les proc\u00e9d\u00e9s de fabrication. L\u2019objectif de ces travaux de th\u00e8se est d\u2019avoir, \u00e0 terme, une meilleure connaissance de l\u2019\u00e9volution des diff\u00e9rents postes de pertes fer en lien avec les proc\u00e9d\u00e9s d\u00e9gradant les propri\u00e9t\u00e9s magn\u00e9tiques pour une cha\u00eene de fabrication type des machines \u00e9lectriques de fortes puissances. La d\u00e9marche propos\u00e9e repose sur la quantification exp\u00e9rimentale des effets de ces proc\u00e9d\u00e9s sur les performances magn\u00e9tiques. Pour cela, des maquettes exp\u00e9rimentales d\u00e9di\u00e9es et repr\u00e9sentatives de trois proc\u00e9d\u00e9s industriels identifi\u00e9s (proc\u00e9d\u00e9 de compactage, proc\u00e9d\u00e9 d\u2019impr\u00e9gnation et proc\u00e9d\u00e9 de d\u00e9coupe) ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9es. Dans le cas du proc\u00e9d\u00e9 d\u2019impr\u00e9gnation, son effet sera m\u00eame directement \u00e9tudi\u00e9 sur les performances magn\u00e9tiques de stators industriels. Les r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux obtenus sont analys\u00e9s et discut\u00e9s en s\u2019appuyant sur les connaissances th\u00e9oriques de l\u2019\u00e9tat de l\u2019art et sont exploit\u00e9s pour le d\u00e9veloppement de mod\u00e8les magn\u00e9to-m\u00e9caniques et magn\u00e9to-thermiques permettant de prendre en compte l\u2019effet desdits proc\u00e9d\u00e9s sur les propri\u00e9t\u00e9s des aciers \u00e9lectriques.<\/p><\/div><\/li>

          2. \"Mise en oeuvre du mod\u00e8le de Darwin par la m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis en vue de mod\u00e9liser les machines \u00e9lectriques \u00e0 des fr\u00e9quences interm\u00e9diaires\"<\/br>Houssein TAHA<\/strong>, Th\u00e8se, D\u00e9cembre 2021, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

            Dans les derni\u00e8res ann\u00e9es, la mod\u00e9lisation des composants magn\u00e9tiques et \u00e9lectriques suscite beaucoup d\u2019int\u00e9r\u00eat dans la recherche scientifique. Un mod\u00e8le magn\u00e9todynamique est suffisant pour d\u00e9crire le comportement des machines \u00e9lectriques dans les basses fr\u00e9quences, mais, avec l\u2019augmentation des fr\u00e9quences en \u00e9lectronique de puissance, les machines sont soumises \u00e0 des tensions hautes fr\u00e9quences, cela n\u00e9cessite une mod\u00e9lisation des isolants surtout en raison du vieillissement auquel ils seront expos\u00e9s. L\u2019objectif de ces travaux est de calculer le champ \u00e9lectrique dans les milieux non conducteurs, en particulier, les effets capacitifs. En effet, vu que les mod\u00e8les classiques tels que la magn\u00e9tostatique et la magn\u00e9to-quasistatique ne prennent pas en compte la mod\u00e9lisation de ces effets, il est indispensable de mettre en \u0153uvre des formulations en potentiels adapt\u00e9es dans le code_Carmel pour calculer simultan\u00e9ment les champs \u00e9lectriques et magn\u00e9tiques, telle que le mod\u00e8le de Darwin. Ce mod\u00e8le est capable de capturer les effets capacitifs-inductifs coupl\u00e9s \u00e0 des fr\u00e9quences interm\u00e9diaires, en particulier, autour de la fr\u00e9quence de r\u00e9sonance. En revanche, l\u2019\u00e9lectrostatique et l\u2019\u00e9lectro-quasistatique sont parmi les mod\u00e8les connus qui sont capables \u00e0 mod\u00e9liser les effets capacitifs. En outre, un probl\u00e8me de structure mince de Darwin est r\u00e9solu en utilisant la m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments coques, appliqu\u00e9e \u00e0 la fois aux \u00e9l\u00e9ments de n\u0153uds et d\u2019ar\u00eates, afin de mod\u00e9liser des circuits imprim\u00e9s \u00e0 des fr\u00e9quences \u00e9lev\u00e9es. Ces \u00e9l\u00e9ments sont d\u00e9riv\u00e9s de la d\u00e9g\u00e9n\u00e9rescence des \u00e9l\u00e9ments prismatiques de Whitney et elles peuvent \u00eatre appliqu\u00e9s facilement \u00e0 une formulation pour r\u00e9soudre une coque mince. Diff\u00e9rentes applications industrielles ont \u00e9t\u00e9 pr\u00e9sent\u00e9es afin de valider les r\u00e9sultats de simulation obtenus par le mod\u00e8le de Darwin en les comparant aux r\u00e9sultats de mesures.<\/p><\/div><\/li>

          3. \"Modeling of the mechanical cutting effect on local magnetic properties of electric steels and implementation in a finite element computation code\"<\/br>Nabil M'ZALI<\/strong>, Th\u00e8se, Juin 2021, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

            Cette th\u00e8se porte sur l\u2019impact du processus de poin\u00e7onnage m\u00e9canique sur les propri\u00e9t\u00e9s magn\u00e9tiques des mat\u00e9riaux qui composent les machines \u00e9lectriques. Le mod\u00e8le anhyst\u00e9r\u00e9tique de Sablik qui est bas\u00e9 sur une approche scalaire du couplage magn\u00e9to-m\u00e9canique a \u00e9t\u00e9 consid\u00e9r\u00e9 avec certaines modifications. Le mod\u00e8le permet de d\u00e9crire \u00e0 la fois le couplage magn\u00e9to-\u00e9lastique et magn\u00e9to-plastique. Le processus d'identification est r\u00e9alis\u00e9 \u00e0 l'aide de courbes d\u2019aimantations mesur\u00e9es sous diff\u00e9rentes contraintes \u00e9lastiques et d\u00e9formations plastiques. Le mod\u00e8le prenant directement en compte la d\u00e9formation plastique, une simulation de processus de poin\u00e7onnage m\u00e9canique a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e \u00e0 l'aide du logiciel ABAQUS pour d\u00e9finir la distribution de la d\u00e9formation plastique sur le bord de coupe. Une simulation \u00e9l\u00e9ments finis d'une machine \u00e9lectrique synchrone incluant l'effet du poin\u00e7onnage a montr\u00e9 la d\u00e9gradation de l\u2019induction magn\u00e9tique au niveau des bords de coupe et une augmentation des pertes fer d'environ 38%. Enfin, les r\u00e9sultats obtenus \u00e0 partir de la simulation magn\u00e9to-m\u00e9canique ont \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9s en termes de m\u00e9thodes utilis\u00e9es pour consid\u00e9rer la distribution de la d\u00e9formation plastique dans le calcul num\u00e9rique. Deux exemples ont \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9s : une t\u00f4le d'acier et une dent d'une machine \u00e9lectrique. Il a \u00e9t\u00e9 montr\u00e9 que le profil de d\u00e9gradation d\u00e9fini par la valeur moyenne de la d\u00e9formation en fonction de la distance au bord de coupe ne refl\u00e8te pas la distribution r\u00e9elle de la d\u00e9formation plastique. Un ajustement de la m\u00e9thode de calcul a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9.<\/p><\/div><\/li>

          4. \"\u00c9tude acoustique d\u2019entra\u00eenements \u00e9lectriques de faible puissance produits en grande s\u00e9rie\"<\/br>Emre UYGUN<\/strong>, Th\u00e8se, Mai 2021, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

            Cette th\u00e8se de doctorat porte sur l\u2019\u00e9tude de l\u2019\u00e9mission acoustique d\u2019une machine synchrone \u00e0 aimants permanents de faible puissance, destin\u00e9e \u00e0 \u00e9quiper un actionneur tubulaire pour volet roulant. L\u2019\u00e9tude s\u2019inscrit dans le contexte industriel de l\u2019\u00e9lectronique grand public, o\u00f9 les exigences acoustiques pour les produits domotiques d\u2019int\u00e9rieur sont plus accrues. Dans le cadre d\u2019une production en s\u00e9rie, certains choix de conception, comme le bobinage dentaire et la commande \u00e0 120\u00b0 de conduction qui permettent un bon compromis technico-\u00e9conomique, ne favorisent cependant pas la discr\u00e9tion acoustique de ces moteurs. Afin d\u2019\u00e9tudier le comportement vibratoire et acoustique d\u2019origine magn\u00e9tique de cette machine, des mod\u00e8les multiphysiques analytiques et num\u00e9riques ont \u00e9t\u00e9 mis en place. Un mod\u00e8le num\u00e9rique par \u00e9l\u00e9ments finis en consid\u00e9rant la commande a \u00e9t\u00e9 employ\u00e9 afin d\u2019obtenir le calcul pr\u00e9cis des harmoniques d\u2019induction magn\u00e9tique dans l\u2019entrefer. En couplant ce mod\u00e8le magn\u00e9tique \u00e0 un mod\u00e8le vibro-acoustique analytique, l\u2019ensemble de la cha\u00eene causale du bruit magn\u00e9tique a pu \u00eatre estim\u00e9. Corr\u00e9l\u00e9 \u00e0 des mesures exp\u00e9rimentales et \u00e0 l\u2019aide d\u2019outils de traitement du signal, l\u2019emploi de ces mod\u00e8les a permis d\u2019analyser l\u2019origine du bruit comme provenant de l\u2019excitation d\u2019une r\u00e9sonance du stator par certains harmoniques spatio-temporels d\u2019effort magn\u00e9tique. De plus, l\u2019utilisation du produit de convolution sur un mod\u00e8le analytique de l\u2019induction radiale bas\u00e9 sur le produit de la force magn\u00e9tomotrice par la perm\u00e9ance d\u2019entrefer avec une forme non-sinuso\u00efdale des courants due \u00e0 la commande, a permis de d\u00e9terminer l\u2019origine exacte de ces harmoniques comme \u00e9tant issus de l\u2019interaction entre les harmoniques d\u2019espace dus au bobinage et les harmoniques temporels du courant introduits par la commande. \u00c0 la suite de cette analyse, l\u2019influence des param\u00e8tres de commande sur les harmoniques \u00e0 l\u2019origine du bruit a \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9. L\u2019influence de l\u2019angle de charge sur les harmoniques de pression radiale a \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9 \u00e0 l\u2019aide de d\u00e9veloppements analytiques, puis \u00e9tudi\u00e9 plus pr\u00e9cis\u00e9ment avec les mod\u00e8les \u00e9tablis, avant d\u2019\u00eatre valid\u00e9 exp\u00e9rimentalement. L\u2019\u00e9largissement de la conduction des phases pour r\u00e9duire les harmoniques de courant \u00e0 l\u2019origine du bruit a \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9 sur un mod\u00e8le \u00e9lectrique \u00e9quivalent, puis valid\u00e9 par des mesures \u00e9lectriques. L\u2019objectif a \u00e9t\u00e9 de proposer un r\u00e9glage de ces param\u00e8tres permettant l\u2019\u00e9tablissement d\u2019un bon compromis entre la r\u00e9duction du bruit et le maintien des performances de la machine.<\/p><\/div><\/li>

          5. \"Caract\u00e9risation et investigation des effets de la temp\u00e9rature d\u2019utilisation sur les propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectromagn\u00e9tiques des aciers magn\u00e9tiques doux\"<\/br>Meryeme JAMIL<\/strong>, Th\u00e8se, F\u00e9vrier 2021, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

            En fonctionnement, la temp\u00e9rature au sein d\u2019une machine \u00e9lectrique peut \u00eatre \u00e9lev\u00e9e. En cons\u00e9quence, les propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectromagn\u00e9tiques de ses composants sont affect\u00e9es modifiant ainsi les performances de la machine. Cette modification peut \u00eatre r\u00e9versible, c\u2019est-\u00e0-dire que le mat\u00e9riau retrouve ses propri\u00e9t\u00e9s initiales avec la diminution de la temp\u00e9rature, comme elle peut \u00eatre irr\u00e9versible et on parle alors de vieillissement magn\u00e9tique du mat\u00e9riau. Dans ces travaux, nous nous int\u00e9ressons aux effets de la temp\u00e9rature de fonctionnement sur les caract\u00e9ristiques \u00e9lectromagn\u00e9tiques du mat\u00e9riau roue polaire (RP) de la machine \u00e0 griffes. Cette pi\u00e8ce massive poss\u00e8de une g\u00e9om\u00e9trie complexe, une composition chimique ainsi qu\u2019un proc\u00e9d\u00e9 d\u2019\u00e9laboration diff\u00e9rents de ceux des noyaux magn\u00e9tiques feuillet\u00e9s majoritairement utilis\u00e9s. Afin de s\u2019adapter aux contraintes impos\u00e9es, nous proposons une m\u00e9thodologie sp\u00e9cifique de caract\u00e9risation des propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectromagn\u00e9tiques \u00e0 diff\u00e9rentes temp\u00e9ratures, bas\u00e9e sur une miniaturisation du cadre \u00e0 bande unique (SST). Les r\u00e9sultats de l\u2019\u00e9tude de l\u2019effet de la temp\u00e9rature montrent une nette d\u00e9pendance en temp\u00e9rature des propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectromagn\u00e9tiques, principalement de la conductivit\u00e9 \u00e9lectrique, ce qui se traduit par une diminution des pertes par courants induits au rotor. Par ailleurs, au cours du temps, le mat\u00e9riau RP sous contrainte thermique, vieillit et ses pertes par hyst\u00e9r\u00e9sis augmentent. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne est d\u00fb \u00e0 la pr\u00e9cipitation des carbures. Par suite, un lien entre la cin\u00e9tique du vieillissement et celle de la pr\u00e9cipitation est soulign\u00e9 et une approche de mod\u00e9lisation de la cin\u00e9tique du vieillissement, en condition isotherme est propos\u00e9e.<\/p><\/div><\/li>

          6. \"Conception de machines asynchrones triphas\u00e9es \u00e0 bobinages statoriques dentaires\"<\/br>J\u00e9r\u00f4me MARAULT<\/strong>, Th\u00e8se, Janvier 2021, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

            Les machines asynchrones (MAS) \u00e0 cage d\u2019\u00e9cureuil sont des machines \u00e9lectriques fiables, robustes et \u00e0 faible co\u00fbt de fabrication. Pour des raisons historiques et de fiabilit\u00e9, elles sont principalement dot\u00e9es de bobinages statoriques distribu\u00e9s. Toutefois, m\u00eame si ces derniers assurent un fonctionnement tr\u00e8s satisfaisant, ils ont des t\u00eates de bobines de longueurs significatives, ce qui engendre des pertes Joule non n\u00e9gligeables. Derni\u00e8rement, diff\u00e9rents bobinages dentaires avec des t\u00eates de bobines r\u00e9duites, ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9s dans des machines synchrones avec des performances int\u00e9ressantes. En plus de r\u00e9duire les pertes Joule statoriques, ces bobinages permettent de concevoir des machines plus compactes et tol\u00e9rantes aux d\u00e9fauts. Leur utilisation est moins r\u00e9pandue dans les MAS \u00e0 cage de par les probl\u00e8mes induits par les harmoniques spatiaux dans la force magn\u00e9tomotrice qui en est issue. Les travaux de la th\u00e8se ont pour objectif la conciliation de l\u2019utilisation de ces bobinages dans des MAS avec de meilleures performances. Une analyse d\u00e9taill\u00e9e est d\u2019abord men\u00e9e pour appr\u00e9hender pr\u00e9cis\u00e9ment les ph\u00e9nom\u00e8nes physiques li\u00e9s \u00e0 l\u2019utilisation des bobinages dentaires dans les machines asynchrones aussi bien en r\u00e9gime permanent que lors du d\u00e9marrage. Un mod\u00e8le analytique param\u00e9trique de machine asynchrone \u00e0 cage d\u2019\u00e9cureuil a ensuite \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9. Ce mod\u00e8le permet de concevoir des bobinages dentaires avec un contenu harmonique spatial maitris\u00e9 mais \u00e9galement des rotors avec diff\u00e9rents nombres de barres \u00e9quidistantes ou non. Sur la base de cet outil, des optimisations ont alors \u00e9t\u00e9 men\u00e9es tant sur le stator et son bobinage que sur la structure rotorique montrant qu\u2019il est possible d\u2019aboutir \u00e0 des structures \u2018atypiques\u2019 avec des performances satisfaisantes. Enfin, dans une optique de validation, une MAS \u00e0 bobinage dentaire avec une cage rotorique innovante a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9e et ses performances en termes de couple d\u00e9velopp\u00e9 ont \u00e9t\u00e9 \u00e9valu\u00e9es au travers de simulations num\u00e9riques et d\u2019essais r\u00e9alis\u00e9s sur un prototype.<\/p><\/div><\/li>

          7. \"M\u00e9thodes Num\u00e9riques Appliqu\u00e9es au Calcul des Vibrations d\u2019Origine Electromagn\u00e9tique : Sch\u00e9mas de Projection des Efforts Magn\u00e9tiques et D\u00e9veloppement de Mod\u00e8les R\u00e9duits\"<\/br>Rapha\u00ebl PILE<\/strong>, Th\u00e8se, Janvier 2021, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

            La pr\u00e9sence d\u2019harmoniques de forces \u00e9lectromagn\u00e9tiques dans les machines \u00e9lectriques est g\u00e9n\u00e9ralement source de bruit acoustique et de vibrations (B&V). Ce ph\u00e9nom\u00e8ne doit \u00eatre consid\u00e9r\u00e9 d\u00e8s les premi\u00e8res phases de conception pour respecter les normes en mati\u00e8re de B&V, en particulier dans le secteur automobile. Le niveau de B&V s\u2019obtient \u00e0 partir d\u2019une simulation multi-physiques bas\u00e9e sur des mod\u00e8les \u00e9lectromagn\u00e9tiques, m\u00e9caniques et acoustiques, de pr\u00e9f\u00e9rence rapides et pr\u00e9cis de mani\u00e8re \u00e0 l\u2019inclure le plus t\u00f4t possible dans la phase de conception. Cette th\u00e8se CIFRE est partie int\u00e9grante du programme de recherche interne de la soci\u00e9t\u00e9 EOMYS ENGINEERING, qui d\u00e9veloppe et commercialise son logiciel MANATEE d\u00e9di\u00e9 \u00e0 la simulation \u00e9lectromagn\u00e9tique et vibroacoustique des machines \u00e9lectriques. Dans ce contexte de mod\u00e9lisation, cette th\u00e8se porte sur la m\u00e9thode \u00e9lectromagn\u00e9tique semi-analytique des sous-domaines pour le calcul des harmoniques de forces 2D dans l\u2019entrefer d\u2019une large vari\u00e9t\u00e9 de machines \u00e9lectriques, et se concentre particuli\u00e8rement sur la Machine Synchrone \u00e0 Aimant Permanents en Surface (MSAPS) et la machine asynchrone \u00e0 cage d\u2019\u00e9cureuil. La th\u00e8se s\u2019int\u00e9resse \u00e9galement \u00e0 deux verrous scientifiques concernant la contribution des forces tangentielles au niveau de vibration global, et l\u2019effet de modulation des dents qui appara\u00eet dans les machines avec un nombre proche d\u2019encoches et de p\u00f4les. A cet effet, un banc d\u2019essai comprenant une machine bruyante particuli\u00e8re (une MSAPS avec 12 encoches et 10 p\u00f4les) et l\u2019instrumentation n\u00e9cessaire a \u00e9t\u00e9 con\u00e7u et r\u00e9alis\u00e9. Le banc d\u2019essai vise enfin \u00e0 comparer les diff\u00e9rents mod\u00e8les utilis\u00e9s couramment dans les simulations B&V.<\/p><\/div><\/li><\/ol>2020<\/strong><\/a>

            1. \"Conception syst\u00e9mique d\u2019une machine \u00e9lectrique int\u00e9gr\u00e9e \u00e0 une cha\u00eene de traction hybride par optimisation sur cycles routiers\"<\/br>Adham KALOUN<\/strong>, Th\u00e8se, D\u00e9cembre 2020, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

              La conception des cha\u00eenes de traction hybrides est une t\u00e2che complexe, qui fait appel \u00e0 des experts de diff\u00e9rents domaines s\u2019appuyant sur des comp\u00e9tences et des outils distincts. En plus de cela, la recherche d\u2019une solution optimale n\u00e9cessite un retour syst\u00e8me. Cela peut \u00eatre, selon la granularit\u00e9 des mod\u00e8les de composants, tr\u00e8s co\u00fbteux en temps de calcul. Ceci est d\u2019autant plus vrai lorsque la performance du syst\u00e8me est d\u00e9termin\u00e9e par sa commande, comme c\u2019est le cas du v\u00e9hicule hybride. En fait, diff\u00e9rentes possibilit\u00e9s peuvent \u00eatre s\u00e9lectionn\u00e9es pour fournir le couple requis aux roues pendant le cycle de conduite. Ainsi, le principal obstacle est d\u2019atteindre l\u2019optimalit\u00e9 tout en conservant une m\u00e9thodologie rapide et robuste. Dans ces travaux de th\u00e8se, de nouvelles approches visant \u00e0 exploiter le potentiel complet de l\u2019hybridation sont propos\u00e9es et compar\u00e9es. La premi\u00e8re strat\u00e9gie est une approche bi-niveaux compos\u00e9e de deux blocs d\u2019optimisation imbriqu\u00e9s: un processus d\u2019optimisation des param\u00e8tres de design externe qui calcule la meilleure valeur de consommation de carburant \u00e0 chaque it\u00e9ration en se basant sur une version am\u00e9lior\u00e9e de la programmation dynamique pour l\u2019optimisation de la commande. Deux strat\u00e9gies de conception syst\u00e9mique diff\u00e9rentes bas\u00e9es sur le sch\u00e9ma it\u00e9ratif sont \u00e9galement propos\u00e9es. La premi\u00e8re approche est bas\u00e9e sur la r\u00e9duction de mod\u00e8le tandis que la seconde se repose sur des techniques pr\u00e9cises de r\u00e9duction de cycle. Cette derni\u00e8re permet l\u2019utilisation de mod\u00e8les de haute pr\u00e9cision sans p\u00e9naliser le temps de calcul. Une approche simultan\u00e9e est ensuite mise en \u0153uvre, qui optimise \u00e0 la fois les variables de conception et les param\u00e8tres d\u2019une nouvelle strat\u00e9gie efficace \u00e0 base de r\u00e8gles. Cette derni\u00e8re permettra une optimisation plus rapide par rapport \u00e0 l\u2019optimisation directe de toutes les variables de d\u00e9cision. Enfin, une technique bas\u00e9e sur l\u2019utilisation des m\u00e9ta-mod\u00e8les est explor\u00e9e.<\/p><\/div><\/li>

            2. \"Conception d\u2019une machine \u00e0 r\u00e9luctance variable \u00e0 flux axial et \u00e0 t\u00f4les \u00e0 grains orient\u00e9s\"<\/br>Racha AYDOUN<\/strong>, Th\u00e8se, D\u00e9cembre 2020, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

              La machine \u00e0 reluctance variable (MRV) pr\u00e9sente divers avantages comme la facilit\u00e9 de r\u00e9alisation li\u00e9e \u00e0 l\u2019absence d\u2019aimant et de bobinage au rotor, la robustesse, le couple important \u00e0 basses vitesses et des fonctionnements \u00e0 rotations \u00e9lev\u00e9es. Ces avantages sont consid\u00e9r\u00e9s comme un atout pour diff\u00e9rentes applications dont la traction automobile. Le travail de recherche effectu\u00e9 dans cette th\u00e8se porte sur la conception d\u2019une MRV \u00e0 flux axial (MRVFA) \u00e0 circuit magn\u00e9tique \u00e0 t\u00f4les \u00e0 grains orient\u00e9s (GO). L\u2019objectif est de montrer que cette topologie, associ\u00e9e \u00e0 un mat\u00e9riau magn\u00e9tique GO, peut aboutir \u00e0 une machine avec une puissance volumique et un rendement int\u00e9ressants. L\u2019\u00e9tude s\u2019articule autour de 4 chapitres. Le premier pr\u00e9sente le principe de fonctionnement et les caract\u00e9ristiques des MRV, plus particuli\u00e8rement celles des topologies de la machine \u00e0 flux axial, puis les principales caract\u00e9ristiques des t\u00f4les d\u2019acier GO. Cet \u00e9tat de l\u2019art a conduit \u00e0 retenir une configuration axiale \u00e0 deux stators et un rotor central. Le deuxi\u00e8me chapitre propose un dimensionnement \u00e9lectromagn\u00e9tique bas\u00e9 sur une \u00e9quivalence des surfaces actives de la MRVFA et d\u2019une structure radiale de r\u00e9f\u00e9rence existante. Sur la base de ce dimensionnement, des mod\u00e9lisations analytiques et num\u00e9riques par \u00e9l\u00e9ments finis ont montr\u00e9 que la machine axiale est plus compacte et pr\u00e9sente un couple \u00e9lectromagn\u00e9tique plus important que la machine radiale. Le troisi\u00e8me chapitre se focalise sur l\u2019int\u00e9grabilit\u00e9 de l\u2019acier GO dans la structure retenue. En effet, de par son caract\u00e8re fortement anisotrope, il requiert une analyse fine pour concevoir son int\u00e9gration dans la MRVFA \u00e0 la fois au rotor et au stator. Pour cela, un mod\u00e8le 2D \u00e9quivalent a \u00e9t\u00e9 exploit\u00e9 pour analyser les ph\u00e9nom\u00e8nes physiques qui se produisent dans la MRVFA et pour \u00e9valuer ses performances avec de l\u2019acier GO. Une mod\u00e9lisation 3D de la MRVFA a ensuite \u00e9t\u00e9 mise en \u0153uvre en int\u00e9grant l\u2019anisotropie. En se basant sur les r\u00e9sultats num\u00e9riques, un prototype de la MRVFA a \u00e9t\u00e9 dimensionn\u00e9 au quatri\u00e8me chapitre. Un algorithme g\u00e9n\u00e9tique a \u00e9t\u00e9 mis en \u0153uvre pour d\u00e9terminer les grandeurs g\u00e9om\u00e9triques du prototype dont les performances ont, par la suite, \u00e9t\u00e9 \u00e9valu\u00e9es par mod\u00e9lisation num\u00e9rique 3D et compar\u00e9es \u00e0 des mesures exp\u00e9rimentales r\u00e9alis\u00e9es sur un prototype.<\/p><\/div><\/li>

            3. \"Optimization and Reliability Analysis for Electrical Machines modeled by Finite Element Method\"<\/br>Reda EL BECHARI<\/strong>, Th\u00e8se, Septembre 2020, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

              This dissertation deals with the approaches for optimization and reliability analysis of electrical machines modelled by the finite element method. The finite element method is the most sophisticated tool to model the electromagnetic phenomenon. However, it is computationally expensive. Thus, its usage for optimization and reliability analysis (iterative processes) should be made with caution since only a limited number of evaluations of the model can be tolerated. Furthermore, the impact of the manufacturing process on the electrical machines is scarcely studied in the literature. The integration of this aspect in the design phase is one of the contributions of this thesis alongside the main contribution, which is the development and comparison of optimization approaches for electrical machines.
              \r\n
              \r\nWe present the approaches adapted to the subject and develop new ones. On the one hand, the finite element model can be seen as a \"black-box\" for which we develop a non-intrusive approach based on Kriging meta-models. On the other hand, we consider an intrusive approach as we look inside the \"black-box,\" we upgrade the model to provide the derivatives of the quantities of interest. The derivatives are essential to some optimization and reliability analysis tools. They are computed efficiently using the adjoint variable method. Finally, the methods are compared to give insight into the advantages and the shortcomings of each of them.
              \r\n
              \r\nLastly, a real case study is considered; it consists of studying the impact of the manufacturing process on a claw-pole machine manufactured by Valeo. From the production line, machines are withdrawn to measure their dimensions and characterize their deviation from the nominal one. Then a statistical analysis is conducted to assess the reliability and impact on the performances.<\/p><\/div><\/li><\/ol>2019<\/strong>              <\/a>

              1. \"Application de techniques d'estimation d'erreur pour l'analyse de dispositifs \u00e9lectromagn\u00e9tiques basse fr\u00e9quence\"<\/br>Lyd\u00e9ric DEBUSSCH\u00c8RE<\/strong>, Th\u00e8se, D\u00e9cembre 2019, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                Le contr\u00f4le non destructif par courants de Foucault est largement utilis\u00e9 pour \u00e9valuer la sant\u00e9 de pi\u00e8ces faites de mat\u00e9riaux conducteurs. Cette m\u00e9thode est facile \u00e0 mettre en oeuvre par contre le lien entre le signal de sortie du capteur de contr\u00f4le et le d\u00e9faut au sein de la pi\u00e8ce n\u2019est pas imm\u00e9diat. Il est donc n\u00e9cessaire d\u2019avoir recours \u00e0 la simulation pour \u00e9tablir une carte qui lie la forme du d\u00e9faut au signal du capteur. La simulation est souvent bas\u00e9e sur la r\u00e9solution des \u00e9quations de la magn\u00e9todynamique en r\u00e9gime harmonique par la m\u00e9thode de \u00e9l\u00e9ments finis. Il s\u2019av\u00e8re alors que le signal du capteur est de l\u2019ordre de grandeur du bruit num\u00e9rique. L\u2019obtention de bons r\u00e9sultats n\u00e9cessite alors l\u2019utilisation d\u2019un maillage tr\u00e8s fin conduisant \u00e0 des temps de calcul \u00e9lev\u00e9 emp\u00eachant une industrialisation de la m\u00e9thode. Dans la th\u00e8se, nous proposons une m\u00e9thode it\u00e9rative couplant des estimateurs d\u2019erreur num\u00e9rique et des techniques d\u2019adaptation de maillage par l\u2019interm\u00e9diaire d\u2019une carte de taille. Celle-ci permet d\u2019\u00e9tablir un lien entre l\u2019estimation d\u2019erreur et les caract\u00e9ristiques g\u00e9om\u00e9triques des \u00e9l\u00e9ments du maillage. Cette m\u00e9thode permet d\u2019obtenir automatiquement et en peu d\u2019it\u00e9rations un maillage adapt\u00e9 au probl\u00e8me trait\u00e9 \u00e0 partir d\u2019un maillage initial comportant peu d\u2019\u00e9l\u00e9ments. Des exemples acad\u00e9miques et industriels ont \u00e9t\u00e9 trait\u00e9s et montrent que la m\u00e9thode permet d\u2019obtenir des bons r\u00e9sultats avec des maillages adapt\u00e9s comportant un nombre d\u2019\u00e9l\u00e9ments beaucoup plus faible qu\u2019avec une approche classique.<\/p><\/div><\/li>

              2. \"D\u00e9veloppement de solveurs non lin\u00e9aires robustes pour la m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis appliqu\u00e9e \u00e0 des probl\u00e8mes \u00e9lectromagn\u00e9tiques basses fr\u00e9quences\"<\/br>Riheb CHERIF<\/strong>, Th\u00e8se, D\u00e9cembre 2019, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                R\u00e9sum\u00e9
                \r\nLes probl\u00e8mes \u00e9lectromagn\u00e9tiques non lin\u00e9aires sont largement rencontr\u00e9s en \u00e9lectrotechnique, comme les applications de machines \u00e9lectriques. Le calcul des champs magn\u00e9tiques n\u00e9cessite la r\u00e9solution de probl\u00e8mes non lin\u00e9aires dus \u00e0 la saturation des mat\u00e9riaux ferromagn\u00e9tiques. La m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis (FEM) est la technique la plus utilis\u00e9e dans le domaine de mod\u00e9lisation gr\u00e2ce \u00e0 sa grande pr\u00e9cision et \u00e0 sa robustesse pour r\u00e9soudre des syst\u00e8mes aux g\u00e9om\u00e9tries complexes. La discr\u00e9tisation de ces probl\u00e8mes conduit \u00e0 un grand syst\u00e8me d'\u00e9quations non lin\u00e9aires qui peuvent \u00eatre r\u00e9solus par deux processus it\u00e9ratifs importants: la m\u00e9thode du point fixe qui est plus robuste, mais peut \u00eatre tr\u00e8s lente vu sa vitesse de convergence lin\u00e9aire et la m\u00e9thode de Newton qui a \u00e9t\u00e9 largement pr\u00e9f\u00e9r\u00e9e pour r\u00e9soudre les probl\u00e8mes de champs non lin\u00e9aires gr\u00e2ce \u00e0 sa vitesse de convergence quadratique. Cependant, cette convergence reste locale c'est-\u00e0-dire que l'estimation initiale doit \u00eatre proche de la solution. Ainsi, plusieurs techniques de globalisation sont introduites pour atteindre un niveau acceptable de robustesse. De plus, une it\u00e9ration de Newton peut s'av\u00e9rer tr\u00e8s co\u00fbteuse. En effet, elle demande \u00e0 chaque it\u00e9ration l'\u00e9valuation de la matrice jacobienne et la r\u00e9solution du probl\u00e8me lin\u00e9aris\u00e9 impliquant cette derni\u00e8re matrice. Pour diminuer ces co\u00fbts de r\u00e9solution, plusieurs variantes de cette m\u00e9thode sont introduites comme les m\u00e9thodes de Newton-inexactes et les m\u00e9thodes de Quasi-Newton. Cette th\u00e8se a pour but d'impl\u00e9menter des m\u00e9thodes num\u00e9riques mieux adapt\u00e9es au traitement des probl\u00e8mes \u00e9lectromagn\u00e9tiques non lin\u00e9aires. Ces m\u00e9thodes seront des versions plus robustes et acc\u00e9l\u00e9r\u00e9es des solveurs existants comme les m\u00e9thodes du type Newton.<\/p><\/div><\/li><\/ol>2018<\/strong>                <\/a>

                1. \"Mod\u00e9lisation \u00e9lectromagn\u00e9tique appliqu\u00e9e \u00e0 la d\u00e9termination des harmoniques de forces radiale et tangentielle dans les machines \u00e9lectriques en exploitant l\u2019approche des sous domaines\"<\/br>Emile DEVILLERS<\/strong>, th\u00e8se, D\u00e9cembre 2018, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                  La pr\u00e9sence d\u2019harmoniques de forces \u00e9lectromagn\u00e9tiques dans les machines \u00e9lectriques est g\u00e9n\u00e9ralement source de bruit acoustique et de vibrations (B&V). Ce ph\u00e9nom\u00e8ne doit \u00eatre consid\u00e9r\u00e9 d\u00e8s les premi\u00e8res phases de conception pour respecter les normes en mati\u00e8re de B&V, en particulier dans le secteur automobile. Le niveau de B&V s\u2019obtient \u00e0 partir d\u2019une simulation multi-physique bas\u00e9e sur des mod\u00e8les \u00e9lectromagn\u00e9tiques, m\u00e9caniques et acoustiques, de pr\u00e9f\u00e9rence rapides et pr\u00e9cis de mani\u00e8re \u00e0 l\u2019inclure le plus t\u00f4t possible dans la phase de conception. Cette th\u00e8se CIFRE est partie int\u00e9grante du programme de recherche interne de la soci\u00e9t\u00e9 EOMYS ENGINEERING, qui d\u00e9veloppe et commercialise son logiciel MANATEE d\u00e9di\u00e9 \u00e0 la simulation \u00e9lectromagn\u00e9tique et vibroacoustique des machines \u00e9lectriques. Dans ce contexte de mod\u00e9lisation, cette th\u00e8se porte sur la m\u00e9thode \u00e9lectromagn\u00e9tique semi-analytique des sous-domaines pour le calcul des harmoniques de forces 2D dans l\u2019entrefer d\u2019une large vari\u00e9t\u00e9 de machines \u00e9lectriques, et se concentre particuli\u00e8rement sur la Machine Synchrone \u00e0 Aimant Permanents en Surface (MSAPS) et la machine asynchrone \u00e0 cage d\u2019\u00e9cureuil. La th\u00e8se s\u2019int\u00e9resse \u00e9galement \u00e0 deux verrous scientifiques concernant la contribution des forces tangentielles au niveau de vibration global, et l\u2019effet de modulation des dents qui appara\u00eet dans les machines avec un nombre proche d\u2019encoches et de p\u00f4les. A cet effet, un banc d\u2019essai comprenant une machine bruyante particuli\u00e8re (une MSAPS avec 12 encoches et 10 p\u00f4les) et l\u2019instrumentation n\u00e9cessaire a \u00e9t\u00e9 con\u00e7u et r\u00e9alis\u00e9. Le banc d\u2019essai vise enfin \u00e0 comparer les diff\u00e9rents mod\u00e8les utilis\u00e9s couramment dans les simulations B&V<\/p><\/div><\/li>

                2. \"Contribution \u00e0 la mod\u00e9lisation de la tension d'arbre\r\nd'alternateurs de forte puissance en vue d'une utilisation pour le\r\ndiagnostic\"<\/br>K\u00e9vin DARQUES<\/strong>, th\u00e8se, Novembre 2018, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                  R\u00e9sum\u00e9 : Le d\u00e9veloppement de nouveaux outils de diagnostic est primordial pour assurer la maintenance des grands alternateurs. La tension pr\u00e9sente entre les deux extr\u00e9mit\u00e9s de l\u2019arbre est consid\u00e9r\u00e9e comme une quantit\u00e9 ind\u00e9sirable car elle peut induire des d\u00e9gradations dans les paliers et, est ainsi mesur\u00e9e de mani\u00e8re pr\u00e9ventive. N\u00e9anmoins, son analyse fine pourrait s\u2019av\u00e9rer utile pour la d\u00e9tection de d\u00e9fauts. Comme la tension d\u2019arbre est pr\u00e9sente m\u00eame en fonctionnement sain de l\u2019alternateur, il est n\u00e9cessaire de d\u00e9coupler toutes les causes qui peuvent l\u2019engendrer. L\u2019objectif de ce travail consiste donc \u00e0 mener une investigation sur les multiples sources \u00e0 l\u2019origine de cette tension d\u2019arbre afin de pouvoir quantifier leurs impacts respectifs, mais \u00e9galement de d\u00e9terminer la signature d\u2019un d\u00e9faut de court-circuit entre spires ou d\u2019excentricit\u00e9 rotorique. Une premi\u00e8re \u00e9tude a port\u00e9 sur l\u2019analyse de machines simplifi\u00e9es dans le but d\u2019isoler l\u2019impact d\u2019un d\u00e9faut donn\u00e9. Deux approches ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9es, la premi\u00e8re \u00e0 partir d\u2019un mod\u00e8le analytique et la seconde \u00e0 l\u2019aide de la mod\u00e9lisation par \u00e9l\u00e9ments finis. Les conclusions \u00e9mises par ces deux approches ont \u00e9t\u00e9 analys\u00e9es et compar\u00e9es montrant des concordances qualitatives int\u00e9ressantes. Ensuite, deux turboalternateurs de grande puissance (900 MW et 1300 MW) ont \u00e9t\u00e9 mod\u00e9lis\u00e9s par une approche num\u00e9rique en 2D. Une d\u00e9marche d\u2019investigation syst\u00e9matique a \u00e9t\u00e9 men\u00e9e pour caract\u00e9riser l\u2019influence de plusieurs causes afin de cerner et quantifier leurs impacts sur la tension d\u2019arbre. Enfin, une mod\u00e9lisation tridimensionnelle d\u2019un des 2 alternateurs a permis de montrer l\u2019effet des t\u00eates de bobines et ce, en r\u00e9gime sain comme en d\u00e9faut.
                  \r\n
                  \r\n
                  \r\nR\u00e9sum\u00e9 (anglais) : The development of new diagnostic tools is compulsory for the maintenance of large generators. The voltage which appears between the two ends of the shaft of the machine is an undesirable quantity because it can induce degradations in the bearings and thus, it is measured in a preventive manner. However, its analysis could be useful for the detection of some given defects. Since this voltage is non-nil even in healthy operation, it is necessary to be able to dissociate all the causes which can generate it. The objective of this work is to conduct an investigation on the multiple sources which can induce this shaft voltage in order to quantify their respective impacts, but also to highlight more specifically the signature of an interturn short circuit or rotor eccentricity. A first study was focused on the analysis of simplified machines in order to isolate the impact of the inherent effect of a given defect without interaction with other parameters. Two approaches were then developed, the first from an analytical approach and the second one using a finite element modeling. Conclusions of these approaches have been analyzed and compared thus showing interesting qualitative concordances. Then, two high power turbogenerators (900 MW and 1300 MW) were modeled using a numerical approach in 2D. An enquiry process was conducted to characterize the influence of several causes in order to identify and quantify their impacts on the shaft voltage. Finally, a three-dimensional modeling of one of these alternators showed a significant effect of the rotor and stator end windings on this shaft voltage either in healthy and faulty operating.<\/p><\/div><\/li>

                3. \"Application de m\u00e9thodes de r\u00e9duction de mod\u00e8les aux probl\u00e8mes d'\u00e9lectromagn\u00e9tisme basse fr\u00e9quence\"<\/br>Laurent MONTIER<\/strong>, Th\u00e8se, Juillet 2018, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                  Dans le domaine de l'\u00e9lectrotechnique, la simulation num\u00e9rique qui permet d'obtenir des informations tr\u00e8s pr\u00e9cises sur la dynamique d'un syst\u00e8me sans recourir \u00e0 l'exp\u00e9rience a un point faible cons\u00e9quent: le co\u00fbt de calcul. Celui-ci peut devenir tr\u00e8s important en raison d'un tr\u00e8s grand nombre d'inconnues et de non-lin\u00e9arit\u00e9s. Dans l'optique de diminuer ce co\u00fbt, de nombreuses m\u00e9thodes de r\u00e9duction ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9es et appliqu\u00e9es \u00e0 d'autres domaines. Une part importante de ces m\u00e9thodes consiste \u00e0 rechercher la solution dans une base r\u00e9duite qui s'affranchit de la dimension spatiale du maillage. D'autres m\u00e9thodes appliqu\u00e9es aux probl\u00e8mes non lin\u00e9aires se concentrent sur une \u00e9valuation de la solution en certaines composantes du maillage, puis son interpolation sur le reste du domaine. L'objectif de la th\u00e8se consiste \u00e0 appliquer ces m\u00e9thodes \u00e0 des mod\u00e8les de machines \u00e9lectriques, tr\u00e8s peu de publications existant dans ce domaine. Les travaux effectu\u00e9s dans le cadre de cette th\u00e8se permettront d'une part d'adapter les m\u00e9thodes propos\u00e9es au cas des machines \u00e9lectriques et de les appliquer sur des cas industriels de mani\u00e8re \u00e0 mieux cerner les situations o\u00f9 celles-ci peuvent avoir un apport.
                  \r\n
                  \r\nModel order reduction, Low-frquency electromagnetics, Nonlinear, Electric machine
                  \r\n
                  \r\nIn the electrical engineering field, the numerical simulation allows to obtain very precise information about the dynamicic of a system, whithout having to experiment. Indeed, testing an industrial eletrical device can sometimes be harmfull for itself, or very expensive to set-up. However, simulating has a price, the computational cost. Indeed, the latter may become very important because of a high number of unknowns, or strong nonlinearities in the system. In order to reduced the computational time, Model Order Reduction methods have been recently developped. A major part of those methods consists in looking for an approximation of the solution in a so-called \"Reduced Basis\" of small size. A second type of methods can be combined with the first one, in order to deal with the nonlinearities efficiently. The objectif of this PhD is to apply those methods to electrical machines, for which only few articles have been published. More precisely, the goal is to adapt the different methods to the electrical machine case, and then to apply it on industrial exemples.
                  \r\n
                  \r\nKeywords : Model-order reduction ; Electrical machines ; Proper Orthogonal Decomposition ; Empirical
                  \r\nInterpolation Method ; Error Estimation ; Finite Element Method<\/p><\/div><\/li>

                4. \"Impact du vrillage sur les forces \u00e9lectromagn\u00e9tiques dans l\u2019entrefer : Application aux machines asynchrones\"<\/br>Ghislain DESPRET<\/strong>, Th\u00e8se, Avril 2018, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                  La machine asynchrone est \u00e0 ce jour la r\u00e9f\u00e9rence dans les moteurs de traction
                  \r\nferroviaire. De nombreuses contraintes dict\u00e9es par des normes notamment au niveau du bruit acoustique poussent l\u2019industrie \u00e0 d\u00e9velopper des moteurs plus silencieux. Le vrillage connu pour r\u00e9duire les ondulations de couple semble apporter \u00e9galement une r\u00e9elle solution afin de diminuer les vibrations et le bruit \u00e9mis par la machine. C\u2019est dans ce contexte que ce projet en collaboration avec Alstom-Transport situ\u00e9 \u00e0 Ornans et le soutien de MEDEE (p\u00f4le r\u00e9gional sur la maitrise \u00e9nerg\u00e9tique) est r\u00e9alis\u00e9. Cette th\u00e8se se focalise plus particuli\u00e8rement sur le calcul des forces \u00e9lectromagn\u00e9tiques dans l\u2019entrefer \u00e0 l\u2019origine des vibrations, du bruit et du couple. Des mod\u00e8les analytiques et \u00e0 \u00e9l\u00e9ments finis estimant les forces \u00e9lectromagn\u00e9tiques et int\u00e9grant le vrillage sont pr\u00e9sent\u00e9s et confront\u00e9s \u00e0 des mesures exp\u00e9rimentales de vibration, de bruit et de couple. Les mod\u00e8les utilis\u00e9s sont valables pour les machines asynchrones \u00e0 cage d\u2019\u00e9cureuil mais sont facilement adaptables pour les machines synchrones. Ils permettent de comprendre l\u2019origine des forces \u00e9lectromagn\u00e9tiques responsables du bruit et de trouver des configurations de machines moins bruyantes en jouant sur divers param\u00e8tres tels que : le vrillage, mais aussi le nombre de paires de p\u00f4les, le nombre d\u2019encoches au stator et au rotor, la forme des encoches, la distribution du bobinage, etc.
                  \r\n
                  \r\nMots-clefs : Machines asynchrones, Force \u00e9lectromagn\u00e9tique, Bruit \u00e9lectromagn\u00e9tique,Vibration, Vrillage, Transformations de Fourier
                  \r\n
                  \r\nImpact of skewing on magnetic forces in the airgap: Application to induction machines
                  \r\n
                  \r\nThe induction machine is the reference in railway traction motors. Numerous constraints dictated by standards, particularly regarding acoustic noise, are driving the industry to develop quieter engines. The skewing known to reduce torque ripples seems to also provide a real solution to reduce vibration and noise emitted by the machine. In this context, the project is realized in collaboration with Alstom-Transport located in Ornans with the support of MEDEE (regional pole on energy control). This thesis focuses on the calculation of magnetic forces in the air gap which are at the origin of vibration, noise and torque. Analytical and finite element models, which estimate electromagnetic forces and integrate skewing, are presented and compared with experimental measurements of vibration, noise and torque. The models used are valid for the squirrel-cage induction machines but are easily adaptable for synchronous machines. This allows one to understand the origin of the electromagnetic forces responsible for the noise, and to find configurations of less noisy machines. Various parameters such as skewing can be modified to reach this goal, as well as the number of pole pairs, the stator and rotor teeth number, the slot shape, the winding distribution, and so on.
                  \r\n
                  \r\nKeywords: Induction machines, Electromagnetic force, Electromagnetic noise, Vibration, Skewing, Fourier transformations<\/p><\/div><\/li>

                5. \"Contribution \u00e0 l\u2019identification de l\u2019interaction param\u00e8tres proc\u00e9d\u00e9s \u2013 propri\u00e9t\u00e9s d\u2019emploi des produits : Application au forgeage et aux propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectromagn\u00e9tiques d\u2019une roue polaire d\u2019alternateur\"<\/br>Marc BORSENBERGER<\/strong>, Th\u00e8se, Avril 2018, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                  Confidentielle
                  \r\n
                  \r\nLa conception de machines \u00e9lectriques tend \u00e0 int\u00e9grer l\u2019impact des proc\u00e9d\u00e9s de fabrication dans le but d\u2019optimiser la conversion d\u2019\u00e9nergie m\u00e9canique en \u00e9nergie \u00e9lectrique, en lien avec la ma\u00eetrise des propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectromagn\u00e9tiques des composants des machines. Les interactions entre proc\u00e9d\u00e9s, propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectromagn\u00e9tiques et autres propri\u00e9t\u00e9s du mat\u00e9riau ont beaucoup \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9es dans le cas des t\u00f4les compte tenu de leur large utilisation dans le domaine de l\u2019\u00e9lectrotechnique et des moyens de caract\u00e9risation magn\u00e9tique normalis\u00e9s actuels. Cependant, un alternateur \u00e0 griffes, utilis\u00e9 dans l\u2019industrie automobile, comporte des composants massifs au rotor pour la conversion m\u00e9canique\/\u00e9lectrique. Ces composants, appel\u00e9s roues polaires, sont obtenus par un processus de fabrication comprenant des op\u00e9rations de forgeage et dont l\u2019impact sur les performances de la machine est encore mal d\u00e9termin\u00e9. Les nouvelles probl\u00e9matiques que pose ce genre de pi\u00e8ces ont men\u00e9, dans le cadre des pr\u00e9sents travaux, au d\u00e9veloppement d\u2019une m\u00e9thodologie sp\u00e9cifique comprenant : l\u2019identification du lien proc\u00e9d\u00e9s \u2013 produit, le d\u00e9veloppement d\u2019un banc de caract\u00e9risation magn\u00e9tique d\u2019\u00e9chantillons repr\u00e9sentatifs ainsi que la construction de lois de comportement sur des param\u00e8tres mat\u00e9riau pertinents \u00e0 partir de ces \u00e9chantillons. Les r\u00e9sultats, en accord avec la litt\u00e9rature, ont montr\u00e9 un impact fort de la d\u00e9formation plastique et de la taille de grain sur les propri\u00e9t\u00e9s magn\u00e9tiques. Cela se traduit, une fois les propri\u00e9t\u00e9s modifi\u00e9es int\u00e9gr\u00e9es dans la simulation des performances d\u2019un alternateur, par une baisse significative du courant d\u00e9bit\u00e9.
                  \r\n
                  \r\nProc\u00e9d\u00e9s, Propri\u00e9t\u00e9s d'emploi, Forge, Roue polaire, Caract\u00e9risation magn\u00e9tique, Noyau magn\u00e9tique massif, Proc\u00e9d\u00e9s de fabrication, D\u00e9formations (m\u00e9canique), M\u00e9tallurgie
                  \r\n
                  \r\nContribution to the identification of the interaction between process parameters and functionnal properties of workpieces : application to forging and electromagnetic properties of an alternator claw pole
                  \r\n
                  \r\nThe design of electrical machines aims to integrate the impact of the manufacturing process in order to optimize the conversion from mechanical to electrical energy, with the consideration of the electromagnetic properties of the machine components. The interactions between processes, electromagnetic properties and other material properties have been well studied in the case of the steel laminations, regarding their wide use in electrical engineering and the current standards of magnetic characterization devices. However, the claw pole alternator used in automotive industry has a rotor with massive components for the mechanical-to-electrical energy conversion. These components, called claw poles, are manufactured with forging operations whose impact on the machine performance is yet not well determined. The new challenges brought by this kind of work pieces led, in the frame of the current study, to the development of a specific methodology involving: identification of the link process \u2013 product, designing of a magnetic characterization device specific for representative samples as well as the establishment of behavior laws regarding relevant material parameters. The results, in accordance with the literature, have shown a strong influence of plastic strain and grain size on magnetic properties. Once these modified properties integrated in the electromagnetic model of the claw pole alternator, a significant decreased of the output current is eventually observed.
                  \r\n
                  \r\nProcesses, Functional properties, Forging, Claw pole, Magnetic characterization, Massive magnetic core<\/p><\/div><\/li>

                6. \"Optimisation robuste pour des dispositifs \u00e9lectromagn\u00e9tiques\"<\/br>Siyang DENG<\/strong>, Th\u00e8se, Janvier 2018, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                  M\u00e9thodes de conception par optimisation robuste et fiable de dispositifs
                  \r\n\u00e9lectrotechniques
                  \r\n
                  \r\nR\u00e9sum\u00e9: Cette th\u00e8se porte sur les m\u00e9thodes d'optimisation robuste et fiable. Les
                  \r\ndiff\u00e9rentes cat\u00e9gories de m\u00e9thodes d'optimisation stochastique pour traiter les incertitudes
                  \r\nsur les dimensions et les mat\u00e9riaux sont pr\u00e9sent\u00e9es. Ces m\u00e9thodes visent \u00e0 trouver une
                  \r\nsolution plus robuste et\/ou fiable en minimisant la variance de l'objectif et\/ou en r\u00e9duisant la
                  \r\nprobabilit\u00e9 de violer les contraintes de faisabilit\u00e9. Cependant, ces m\u00e9thodes augmentent le
                  \r\nnombre d'\u00e9valuations par rapport \u00e0 une optimisation d\u00e9terministe et n\u00e9cessitent le gradient
                  \r\nqui peut \u00eatre bruit\u00e9 pour des mod\u00e8les \u00e9l\u00e9ments finis. Ainsi, des strat\u00e9gies bas\u00e9es sur des
                  \r\nm\u00e9ta-mod\u00e8les de kriging sont propos\u00e9es pour approcher des fonctions complexes et donner
                  \r\ndes d\u00e9riv\u00e9es sans bruit. Des crit\u00e8res d\u2019enrichissement sont utilis\u00e9s pour affiner la pr\u00e9cision
                  \r\ntout en cherchant l\u2019optimum. Diff\u00e9rentes strat\u00e9gies comprenant le choix du crit\u00e8re et le
                  \r\npositionnement de l'enrichissement sont compar\u00e9es pour mettre en \u00e9vidence les plus
                  \r\nefficaces. Enfin, les strat\u00e9gies d\u2019optimisation d\u00e9velopp\u00e9es dans cette th\u00e8se sont appliqu\u00e9es \u00e0
                  \r\nl\u2019optimisation d'un transformateur mod\u00e9lis\u00e9 par des \u00e9quations analytiques puis par la
                  \r\nm\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis.
                  \r\n
                  \r\nMots-clefs: optimisation, conception, incertitude, robustesse, fiabilit\u00e9, m\u00e9ta-mod\u00e8le,
                  \r\ntransformateur, mod\u00e8le d\u2019\u00e9l\u00e9ments finis
                  \r\n
                  \r\nMethods for Robust and Reliability-based Design Optimization of Electromagnetic Devices
                  \r\n
                  \r\nAbstract: This PhD thesis deals with the robust and reliability-based optimization problems
                  \r\nunder uncertainty on dimensions and material properties. First, the different categories of
                  \r\nstochastic optimization methods to treat the uncertainty are presented. These methods aim
                  \r\nto find a more robust and\/or reliable solution by minimizing the variance of objective and\/or
                  \r\nreducing the probability to violate the constraints of feasibility. However, as these methods
                  \r\nincrease the number of evaluations compared to deterministic optimization and need the
                  \r\ngradient information that may be noisy when provided by finite element models, they are not
                  \r\nsuitable for the time-consuming models. So kriging-based meta-model strategies are
                  \r\nproposed as they can approximate complex functions and give noise-free derivatives. Infill
                  \r\nsampling criteria are used to increase their precision while searching for the optimal solution.
                  \r\nDifferent strategies including the choice of the criterion and the positioning of sample
                  \r\nenrichment are compared to highlight the most effective ones. Then, the optimization
                  \r\napproaches developed within this research work are applied to the optimization problem of a
                  \r\ntransformer modelled with analytic equations and finite element models.
                  \r\n
                  \r\nKeywords: design optimization, uncertainty,electromagnetic device, finite element model<\/p><\/div><\/li><\/ol>2017<\/strong>                  <\/a>

                  1. \"Mod\u00e9lisation num\u00e9rique par la m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis des syst\u00e8mes \u00e9lectrotechniques : recherche du r\u00e9gime permanent\"<\/br>Guillaume CARON<\/strong>, Universit\u00e9 de Lille, D\u00e9cembre 2017, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                    Dans le domaine du G\u00e9nie \u00c9lectrique, la m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis (MEF) associ\u00e9e \u00e0 une approche pas \u00e0 pas dans le temps est la plus simple, la plus pr\u00e9cise et la plus robuste des m\u00e9thodes pour mod\u00e9liser les champs magn\u00e9tiques dans des dispositifs \u00e9lectromagn\u00e9tiques en basse fr\u00e9quence. N\u00e9anmoins, cette m\u00e9thode peut conduire \u00e0 des temps de calcul extr\u00eamement importants lorsque la constante de temps du syst\u00e8me \u00e9tudi\u00e9 est relativement petite en comparaison de la dur\u00e9e du r\u00e9gime transitoire. C'est dans ce contexte que s'inscrit ces travaux de th\u00e8se intitul\u00e9s \u00ab Mod\u00e9lisation num\u00e9rique par la m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis des syst\u00e8mes \u00e9lectrotechniques: recherche du r\u00e9gime permanent \u00bb. Dans ce manuscrit, une m\u00e9thode num\u00e9rique nomm\u00e9e Waveform Relaxation-Newton Method (WR-NM) a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9e. Celle-ci est bas\u00e9e sur la Waveform Relaxation Method (WRM) \u00e0 laquelle des conditions de p\u00e9riodicit\u00e9 sont appliqu\u00e9es afin d'imposer le r\u00e9gime permanent directement pour des probl\u00e8mes \u00e9lectromagn\u00e9tiques coupl\u00e9s \u00e0 des \u00e9quations de circuit. La convergence de cette m\u00e9thode \u00e9tant similaire \u00e0 celle d'une m\u00e9thode point-fixe, elle a \u00e9t\u00e9 combin\u00e9e \u00e0 la m\u00e9thode de Newton-Raphson dont la convergence est quadratique. Afin de valider et de tester la robustesse de la WR-NM, plusieurs applications sont pr\u00e9sent\u00e9es dans le manuscrit. Des gains importants en temps de calcul sont signifi\u00e9s en comparaison \u00e0 l'approche classique et ce pour une pr\u00e9cision de la solution identique. Un dernier exemple concernant la mod\u00e9lisation d'une machine \u00e0 griffes coupl\u00e9s \u00e0 un pont redresseur montre que la WR-NM peut \u00e9galement \u00eatre employ\u00e9 dans un cadre industriel.
                    \r\n
                    \r\nRecherche du r\u00e9gime permanent, Conditions de p\u00e9riodicit\u00e9, Couplage circuit, \u00c9l\u00e9ments finis, M\u00e9thode des
                    \r\nMaxwell, \u00c9quations de -- Solutions num\u00e9riques, \u00c9lectromagn\u00e9tisme, Alternateurs, Mod\u00e9lisation tridimensionnelle
                    \r\n
                    \r\nNumerical modeling by finite element method for electrotechnical systems : steady state investigation
                    \r\n
                    \r\nIn electrical engineering, the Finite Element Method (FEM) associated to the time stepping numerical scheme is the most used approach today. This method is simple, accurate and efficient to modeling magnetic fields in low frequency electromagnetic devices. Nevertheless according to the studied cases, the time constant of the device can lead to prohibitive computation time to obtain the steady state. It is in this context that this PhD thesis is written \"Numerical modeling by finite element method for electrotechnical systems: steady state investigation\". The Waveform Relaxation-Newton Method (WR-NM) was developed, this method is based on the waveform relaxation method (WRM) in which periodicity conditions are applied to impose the steady state for electromagnetic problems coupled to circuit equations. The convergence of this method is similar to a fixed-point method, thus the method is combined to the method of Newton-Raphson whose convergence is quadratic. In order to validate and test the robustness of WR-NM, several applications are presented in the manuscript. Significant gains in computation time are shown in comparison with the conventional approach and for the same precision of the solution. A final example on the modeling of a claw-pole machine coupled to a bridge rectifier shows that the WR-NM can also be employed in an industrial setting.<\/p><\/div><\/li>

                  2. \"Optimisation topologique de dispositifs \u00e9lectromagn\u00e9tiques\"<\/br>Bilquis MOHAMODHOSEN<\/strong>, Centrale Lille, D\u00e9cembre 2017, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                    L\u2019Optimisation Topologique (OT) est un sujet en plein essor qui suscite l\u2019int\u00e9r\u00eat de nombreux chercheurs depuis ces deux derni\u00e8res d\u00e9cennies dans le domaine de l\u2019\u00e9lectromagn\u00e9tisme. L\u2019OT repr\u00e9sente une m\u00e9thode tr\u00e8s attrayante et originale car elle permet de trouver des structures innovantes sans aucun a priori. Ce travail de th\u00e8se est orient\u00e9 vers l\u2019OT des dispositifs \u00e9lectromagn\u00e9tiques en approfondissant plusieurs aspects du sujet. Tout d\u2019abord, un outil d\u2019OT est d\u00e9velopp\u00e9 et test\u00e9, \u00e0 partir des outils existant au L2EP. En effet, l\u2019OT requiert un outil d\u2019\u00e9l\u00e9ments finis et un outil d\u2019optimisation devant \u00eatre coupl\u00e9s. Une m\u00e9thodologie originale d\u2019OT fond\u00e9e sur les principes de la M\u00e9thode de Densit\u00e9 est d\u00e9velopp\u00e9e et test\u00e9e. Un cas test acad\u00e9mique est utilis\u00e9 afin de tester et valider le couplage des outils et la m\u00e9thodologie. Une approche visant \u00e0 prendre en compte le comportement non-lin\u00e9aire des mat\u00e9riaux ferromagn\u00e9tiques avec nos outils OT est \u00e9galement mise en place. Ensuite, la m\u00e9thode est appliqu\u00e9e afin d\u2019optimiser un \u00e9lectroaimant en 3 dimensions, repr\u00e9sentant un cas test proche de la r\u00e9alit\u00e9. Ce cas test permet de comparer les r\u00e9sultats avec un comportement lin\u00e9aire et non-lin\u00e9aire des mat\u00e9riaux. Diverses topologies sont pr\u00e9sent\u00e9es, par rapport aux diff\u00e9rentes formulations du probl\u00e8me. Par la suite, la m\u00e9thodologie est appliqu\u00e9e \u00e0 un dispositif \u00e9lectromagn\u00e9tique plus complexe : une G\u00e9n\u00e9ratrice Synchrone \u00e0 P\u00f4les Saillants. Cet exemple nous permet de voir comment la d\u00e9finition du probl\u00e8me d\u2019optimisation peut grandement affecter les r\u00e9sultats d\u2019OT. Quelques topologies sont pr\u00e9sent\u00e9es, et leur faisabilit\u00e9 est analys\u00e9e
                    \r\n
                    \r\nCas test cubique Electroaimant 3D Electromagn\u00e9tisme Facteur de faisabilit\u00e9 G\u00e9n\u00e9ratrice synchrone \u00e0 p\u00f4les saillants Machines \u00e9lectriques M\u00e9thode de densit\u00e9 M\u00e9thode \u00e9l\u00e9ments finis Optimisation Topologique Optimisation math\u00e9matique \u00c9lectroaimants \u00c9lectromagn\u00e9tisme M\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis
                    \r\n
                    \r\nTopology Optimisation (TO) is a fast growing topic that has been sparking the interest of
                    \r\nmany researchers for the past two decades in the electromagnetic community. Its
                    \r\nattractiveness lies in the originality of finding innovative structures without any layout a
                    \r\npriori. This thesis work is oriented towards the TO of electromagnetic devices by elaborating
                    \r\non various aspects of the subject. First of all, a tool for TO is developed and tested, based on
                    \r\nthe \u2018home-made\u2019 tools available at the L2EP. As TO requires a FE and an optimisation tool
                    \r\nworking together, a coupling is done using both. Furthermore, a TO methodology is
                    \r\ndeveloped and tested, based on the Density Method. An academic cubic test case is used to
                    \r\ncarry out all the tests, and validate the tools and methodology. An approach is also developed
                    \r\nto consider the nonlinear behaviour of the ferromagnetic materials with our TO tools.
                    \r\nAfterwards, the methodology is applied to a 3D electromagnet, which represents a more real
                    \r\ntest case. This test case also serves to compare the results with linear and nonlinear behaviour
                    \r\nof the materials used. Various topologies are presented, for different problem formulations.
                    \r\nSubsequently, the methodology is applied to a more complex electromagnetic device: a
                    \r\nSalient Pole Synchronous Generator. This example allows us to see how the problem
                    \r\ndefinition can largely affect TO results. Some topologies are presented and their viability is
                    \r\ndiscussed.<\/p><\/div><\/li>

                  3. \"Contribution \u00e0 la conception par d\u00e9marches directe et inverse de machines synchrones \u00e0 aimants permanents et bobinage dentaire\"<\/br>Patricio LA DELFA<\/strong>, Ecole Centrale Lille, D\u00e9cembre 2017, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                    Cette th\u00e8se porte sur la conception silencieuse par d\u00e9marches inverses de machines synchrones \u00e0 aimants permanents dot\u00e9es de bobinages dentaires. Notre travail se focalise sur l\u2019analyse des raies de forces radiales \u00e0 l\u2019origine du bruit magn\u00e9tique. En premier lieu, un mod\u00e8le direct \u00e9lectromagn\u00e9tique, nous a permis de d\u00e9terminer le spectre spatio-temporel de la force radiale dans l\u2019entrefer. Ce dernier nous offre la possibilit\u00e9 d\u2019obtenir pas \u00e0 pas et de mani\u00e8re analytique l\u2019induction radiale dans l\u2019entrefer, r\u00e9sultat du produit de la force magn\u00e9tomotrice totale et de la perm\u00e9ance d\u2019entrefer globale. Plusieurs machines dot\u00e9es d\u2019un bobinage dentaire et distribu\u00e9 ont \u00e9t\u00e9 \u00e9valu\u00e9es, compar\u00e9es \u00e0 des simulations par \u00e9l\u00e9ments finis et corrobor\u00e9s par une analyse modale op\u00e9rationnelle sur un prototype existant au laboratoire. Puis la d\u00e9marche inverse de conception est abord\u00e9e par le biais de deux outils \u00abanalytiques pr\u00e9dictifs\u00bb donnant les origines des ordres faibles spatio-temporels de la force radiale dans l\u2019entrefer. Enfin, la r\u00e9solution du probl\u00e8me inverse est conduite au moyen d\u2019une boucle it\u00e9rative d\u2019optimisation donnant parmi un \u00e9chantillon de solutions, une fonction de bobinage, visant \u00e0 att\u00e9nuer ou supprimer une raie potentiellement risqu\u00e9e en termes de nuisances acoustiques.<\/p><\/div><\/li>

                  4. \"Impact du proc\u00e9d\u00e9 de fabrication des stators slinky sur les propri\u00e9t\u00e9s des mat\u00e9riaux\"<\/br>Mohamad EL YOUSSEF<\/strong>, Art et M\u00e9tiers ParisTech, D\u00e9cembre 2017, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                    IMPACT DU PROC\u00c9D\u00c9 DE FABRICATION DES STATORS SLINKY
                    \r\nSUR LES PROPRI\u00c9T\u00c9S DES MAT\u00c9RIAUX
                    \r\n
                    \r\nR\u00c9SUM\u00c9 : La machine synchrone \u00e0 griffes est un dispositif tr\u00e8s utilis\u00e9 comme
                    \r\nalternateur dans l\u2019automobile. La fabrication de cette machine, produite en masse, met
                    \r\nen \u0153uvre des proc\u00e9d\u00e9s impactant les caract\u00e9ristiques des mat\u00e9riaux ferromagn\u00e9tiques et
                    \r\ndonc, in fine, les performances de l\u2019alternateur. Ce travail de th\u00e8se est donc consacr\u00e9 \u00e0
                    \r\n\u00e9tudier l\u2019impact du processus de fabrication d\u2019un stator Slinky (bas\u00e9 sur un enroulement
                    \r\nd\u2019une bande de t\u00f4le plut\u00f4t qu\u2019un empilement) sur les propri\u00e9t\u00e9s magn\u00e9tiques. Pour ce
                    \r\nfaire, une premi\u00e8re partie du travail consiste \u00e0 quantifier l\u2019impact de chaque proc\u00e9d\u00e9 mis
                    \r\nen \u0153uvre. Le but est de s\u00e9parer les proc\u00e9d\u00e9s les plus fortement impactant. Une
                    \r\ncampagne de caract\u00e9risation magn\u00e9tique, sur des \u00e9chantillons pr\u00e9lev\u00e9s avant et apr\u00e8s
                    \r\nchaque proc\u00e9d\u00e9, a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e.
                    \r\nLes r\u00e9sultats montrent que le proc\u00e9d\u00e9 d\u2019enroulement est l\u2019\u00e9tape la plus destructive \u00e0
                    \r\ncause des d\u00e9formations et des contraintes engendr\u00e9es dans le plan de la t\u00f4le \u00e0 la fois en
                    \r\ntraction et en compression. L\u2019optimisation de ce proc\u00e9d\u00e9 n\u00e9cessite donc d\u2019\u00e9tablir le lien
                    \r\nentre les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques et magn\u00e9tiques. Nous proposons une nouvelle m\u00e9thode
                    \r\nde caract\u00e9risation magn\u00e9to-m\u00e9canique. Elle permet de r\u00e9aliser une caract\u00e9risation
                    \r\nmagn\u00e9tique sous chargement uni axial en traction et en compression. Enfin, nous
                    \r\npr\u00e9sentons des r\u00e9sultats montrant l\u2019\u00e9volution du comportement magn\u00e9tique, d\u2019un
                    \r\nmat\u00e9riau FeSi NO, en fonction de la d\u00e9formation et de la contrainte appliqu\u00e9e.
                    \r\n
                    \r\nMots cl\u00e9s : Mat\u00e9riau Magn\u00e9tique Doux, Caract\u00e9risation, Proc\u00e9d\u00e9s de Fabrications, Machines
                    \r\n\u00c9lectriques.
                    \r\n
                    \r\nIMPACT OF MANUFACTURING PROCESS OF SLINKY STATORS ON THE
                    \r\nPROPERTIES OF MATERIAL
                    \r\n
                    \r\nABSTRACT: The synchronous claw pole machine represents a widely used device, as an
                    \r\nalternator, in the automobile industry. The production of this machine implements a line
                    \r\nof several processes which impact the characteristics of ferromagnetic materials and,
                    \r\nultimately, the performance of the alternator. Therefore, this work is devoted to
                    \r\nstudying the impact of the manufacturing processes of a Slinky stator (based on a rolled
                    \r\nsheet metal strip rather than stacked sheets) on the magnetic properties. To reach our
                    \r\ngoal, a first task consists in quantifying the impact of each manufacturing process. The
                    \r\naim is to separate the most detrimental processes. Thus, a magnetic measurement
                    \r\ncampaign was carried out on samples withdrawn before and after each process.
                    \r\nThe results show that the rolling step represents the most detrimental process due to the
                    \r\ngenerated stresses and strains in the plane of the sheet in both modes (tension and
                    \r\ncompression). Therefore, the optimization of this process requires setting up the link
                    \r\nbetween the mechanical and magnetic properties. Hence, we propose a new method of
                    \r\nmagneto-mechanical characterization. It enables to carry out magnetic measurements
                    \r\nunder uniaxial loading (tension and compression). Finally, we present results showing
                    \r\nthe evolution of the magnetic behavior of a FeSi NO material depending on the applied
                    \r\nstress and strain.
                    \r\n
                    \r\nKeywords : Soft Magnetic Material, Characterization, Manufacturing process, Electrical
                    \r\nmachines.<\/p><\/div><\/li>

                  5. \"Contribution \u00e0 la mod\u00e9lisation de courts-circuits entre t\u00f4les magn\u00e9tiques\"<\/br>Smail ZIANI<\/strong>, Universit\u00e9 de Lille, Octobre 2017, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                    La difficult\u00e9 majeure de la mod\u00e9lisation num\u00e9rique par \u00e9l\u00e9ments finis des empilements de t\u00f4les contenant des d\u00e9fauts d\u2019isolement r\u00e9side dans le facteur multi-\u00e9chelle (stator, courts-circuits et vernis isolants). En effet, cet important facteur d\u2019\u00e9chelle reste un d\u00e9fi pour la raison principale que la finesse de repr\u00e9sentation d\u00e9pend du nombre d\u2019\u00e9l\u00e9ments utilis\u00e9s, ce qui implique des tailles m\u00e9moires et des temps de calculs excessifs rendant la r\u00e9alisation d\u2019un maillage adapt\u00e9 \u00e0 l\u2019\u00e9chelle de chaque milieu irr\u00e9alisable. Ainsi, l\u2019objectif de ce travail a \u00e9t\u00e9 de mod\u00e9liser des empilements de t\u00f4les contenant des d\u00e9fauts de type courts-circuits entre t\u00f4les avec pr\u00e9cision tout en ayant des temps de calcul acceptables. Cela, en homog\u00e9n\u00e9isant des volumes ne n\u00e9cessitant pas forc\u00e9ment une grande pr\u00e9cision et en laissant telles quelles les zones o\u00f9 se trouvent des d\u00e9fauts avec une mod\u00e9lisation fine. La difficult\u00e9 se situe au niveau du couplage entre les parties homog\u00e9n\u00e9is\u00e9es et les mat\u00e9riaux h\u00e9t\u00e9rog\u00e8nes. L\u2019approche de couplage d\u00e9velopp\u00e9e nous permet d\u2019obtenir directement le r\u00e9gime permanent et de prendre en compte la nature non-lin\u00e9aire des t\u00f4les ferromagn\u00e9tiques. L\u2019approche de couplage a \u00e9t\u00e9 valid\u00e9e \u00e0 partir de r\u00e9sultats issus d\u2019une mod\u00e9lisation classique en consid\u00e9rant des d\u00e9fauts sous diff\u00e9rentes conditions. Une mod\u00e9lisation thermique a \u00e9galement \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9e pour nous permettre d\u2019estimer l\u2019\u00e9l\u00e9vation de temp\u00e9rature d\u2019un d\u00e9faut. Les r\u00e9sultats de notre approche de couplage montrent une bonne concordance et d\u00e9montrent la capacit\u00e9 de l\u2019approche \u00e0 mod\u00e9liser un empilement de t\u00f4les contenant des d\u00e9fauts avec pr\u00e9cision tout en r\u00e9duisant les temps de calculs.
                    \r\n
                    \r\nEmpilements de t\u00f4les ferromagn\u00e9tiques, Couplage magn\u00e9to-Thermique, \u00c9l\u00e9ments finis, M\u00e9thode des, M\u00e9thodes d'homog\u00e9n\u00e9isation num\u00e9rique, Th\u00e9orie spectrale (math\u00e9matiques), Courts-circuits, Isolation \u00e9lectrique
                    \r\n
                    \r\nContribution to modeling short circuits in lamination stacks
                    \r\n
                    \r\nThe major difficulty to model lamination stacks with defects using finite element method is the multi-scale nature of lamination stacks. Indeed, this important scale factor stays a challenge, because of the fineness of the representation that depends on the number of elements used, which implies memory sizes and excessive computation times making the realization of a fine mesh adapted to the scale of each subdomain unworkable. Thus, the objective of this work was to model lamination stacks containing short-circuit with precision with an acceptable number of unknowns and computation times, by homogenizing volumes that do not necessarily require great precision and leaving subdomains containing defects with fine modeling. The difficulty of this approach is the coupling between the homogenized parts and the heterogeneous materials. The coupling approach allows us to directly obtain the steady state and takes into account the non-linear nature of the ferromagnetic laminations. The coupling approach has been validated by comparing its results to a classical approach without homogenization, especially considering defects under different conditions. Thermal modeling has also been developed to estimate the temperature rise of a defect. Comparing the results of our coupling approach with a conventional approach shows good agreement. These results demonstrate the ability of the proposed coupling approach to model a lamination stacks with defects accurately with computation time reduction.<\/p><\/div><\/li>

                  6. \"Efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique des machines de production d\u2019\u00e9lectricit\u00e9\"<\/br>Maxime PLOYARD<\/strong>, Centrale Lille, Juin 2017, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                    Efficacit\u00e9 Energ\u00e9tique des Machines de Production d\u2019\u00e9lectricit\u00e9
                    \r\n
                    \r\nR\u00e9sum\u00e9
                    \r\nLors de la phase de dimensionnement d\u2019un g\u00e9n\u00e9rateur \u00e9lectrique, des choix pr\u00e9liminaires imposent
                    \r\ng\u00e9n\u00e9ralement la topologie. Cette th\u00e8se a pour objectif d\u2019apporter une aide d\u00e9cisionnelle au choix des
                    \r\nstructures de g\u00e9n\u00e9rateurs de forte puissance. L\u2019int\u00e9r\u00eat des machines \u00e0 haute efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique est
                    \r\nport\u00e9 par des objectifs environnementaux forts. En cons\u00e9quence, ma\u00eetriser et comprendre l\u2019origine des
                    \r\npertes dans les machines de production d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 est un enjeu capital. Ainsi, une m\u00e9thodologie de
                    \r\ncalculs de pertes fer est d\u00e9velopp\u00e9e pour des g\u00e9n\u00e9rateurs de forte puissance.
                    \r\nDans les secteurs de la production et conversion d\u2019\u00e9nergie, les Machines Synchrones \u00e0 Double
                    \r\nExcitation pr\u00e9sentent un fort potentiel pour r\u00e9pondre aux d\u00e9fis de la transition \u00e9nerg\u00e9tique. D\u00e8s lors, il
                    \r\nest important de quantifier l\u2019impact de ces nouvelles structures par rapport aux solutions existantes.
                    \r\nCette th\u00e8se propose une mod\u00e9lisation par m\u00e9thodes analytiques et semi-analytiques dans l\u2019objectif de
                    \r\nconcevoir un ensemble de structures de g\u00e9n\u00e9rateurs. La mod\u00e9lisation est \u00e9galement compar\u00e9e \u00e0 deux
                    \r\nprototypes de forte puissance, dont un pour une application \u00e9olienne \u00e0 attaque directe.
                    \r\nEnsuite, cette mod\u00e9lisation est employ\u00e9e dans un processus de conception par optimisation. Les
                    \r\nstructures Pareto optimales sont compar\u00e9es suivant diff\u00e9rents cahiers des charges. Ces optimisations
                    \r\npermettent de mettre en avant des gains significatifs par rapport aux solutions existantes notamment
                    \r\nsur des donn\u00e9es statistiques de fonctionnement \u00e9olien.
                    \r\n
                    \r\nMots clefs: G\u00e9n\u00e9rateur Synchrone, Double Excitation, Mod\u00e9lisation \u00c9lectromagn\u00e9tique, Pertes fer,
                    \r\nOptimisation, Topologies de g\u00e9n\u00e9rateurs, Eolienne \u00e0 Attaque Directe.
                    \r\n
                    \r\nEnergy Efficiency of Large Electric Power Generators
                    \r\n
                    \r\nAbstract
                    \r\nDuring the design phase of an electrical generator, the topology is generally imposed by preliminary
                    \r\ncriteria. This thesis aims at providing a decision support for the choice of high power generator
                    \r\nstructures. The interest for high efficiency machines is driven by strong environmental objectives.
                    \r\nConsequently, understanding the origin of losses in power generation machines is a major issue. Thus,
                    \r\na methodology for iron loss calculation is developed for high power generators.
                    \r\nIn the energy production and conversion sectors, Hybrid Excitation Synchronous Machines have a
                    \r\ngreat potential to respond to the challenges of energy transition. It is important to quantify the impact
                    \r\nof these new structures compared with existing solutions. This thesis proposes analytical and lumped
                    \r\nmodels to design a set of generator structures. The modeling approach is also compared with two high
                    \r\npower generators, including one for a direct drive wind turbine.
                    \r\nThen, this modeling is used in an optimization design process. The optimal Pareto structures are
                    \r\ncompared according to different specifications. These optimized designs show significant gains
                    \r\ncompared to the existing solutions, especially on wind profile from a Weibull probability density
                    \r\nfunction.
                    \r\n
                    \r\nKeywords: Synchronous Generator, Hybrid Excitation, Electromagnetic Modeling, Iron Losses,
                    \r\nOptimization, Generator Topologies, Direct Drive Wind Turbine.<\/p><\/div><\/li>

                  7. \"Mod\u00e9lisation magn\u00e9to-thermique et optimisation topologique multi-objectif de busbars lamin\u00e9s\"<\/br>Oriol PUIGDELLIVOL<\/strong>, Universit\u00e9 de Lille, Mai 2017, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                    confidentielle
                    \r\n
                    \r\nR\u00e9sum\u00e9 : L\u2019\u00e9lectronique de puissance n\u00e9cessite des interconnexions \u00e0 faible inductance et des temp\u00e9ratures de fonctionnement en dessous de certaines valeurs critiques. Les busbars lamin\u00e9s pr\u00e9sentent une inductance tr\u00e8s faible en comparaison avec les c\u00e2bles. De plus, leur forme aplatie permet d\u2019augmenter la surface d\u2019\u00e9change avec l\u2019environnent garantissant des bonnes performances thermiques. Dans cette th\u00e8se nous proposons une comparaison entre diff\u00e9rentes m\u00e9thodes de calcul d\u2019inductance. Le but est d\u2019en privil\u00e9gier une en fonction de la complexit\u00e9 du probl\u00e8me \u00e0 r\u00e9soudre. La valeur d\u2019inductance \u00e0 calculer correspond \u00e0 la boucle de commutation ayant lieu dans les convertisseurs de puissance. Des r\u00e8gles de conception permettant de minimiser la valeur de cette boucle sont aussi pr\u00e9sent\u00e9es. Concernant le calcul thermique, on propose une approche bas\u00e9e sur les \u00e9l\u00e9ments finis 2D. La superposition de plusieurs plaques bidimensionnelles permet de mod\u00e9liser des busbars lamin\u00e9s de fa\u00e7on pr\u00e9cise et plus rapide qu\u2019une \u00e9tude tridimensionnelle. Les conditions aux limites sont appliqu\u00e9es en fonction de la superposition des plaques. Gr\u00e2ce \u00e0 la rapidit\u00e9 de cette approche, des optimisations topologiques peuvent \u00eatre appliqu\u00e9es. Des algorithmes d\u2019optimisation adapt\u00e9s aux besoins industriels ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9s pour la minimisation de l\u2019inductance et de la temp\u00e9rature maximale des busbars. Ces algorithmes pr\u00e9sentent de bonnes performances et sont utilis\u00e9s lors des optimisations mono et multi-objectif.
                    \r\n
                    \r\nMagneto-thermal modelling and multiobjective topology optimisation of laminated busbars
                    \r\n
                    \r\nR\u00e9sum\u00e9 (anglais) : Power electronics needs low inductance interconnections and operating temperatures below certain limits. Laminated busbars present low inductance compared with cables. Moreover, their flat geometry increases the heat exchange surface with the environment ensuring good thermal performances. In this PhD thesis we propose a comparison between different inductance calculation methods. The objective is to favor one according to the complexity of the problem to be solved. The inductance value is calculated during the switching loop taking place in the power converters. Several design rules are presented in order to minimize the inductance of the loop. Regarding the thermal management, we present an approach based on the 2D finite element method. The overlapping of the two-dimensional plates allows us to model the whole laminated busbar and faster way than a tridimensional study without losing precision. The boundary conditions are applied according to the overlapping between layers. Thanks to this approach, topology optimization techniques can be applied. Algorithms adapted to the industrial needs have been developed for the minimization of the inductance and the maximum temperature in busbars. These algorithms show good performances and are used in mono and multi-objective optimizations.<\/p><\/div><\/li><\/ol>2016<\/strong>                    <\/a>

                    1. \"Contributions \u00e0 l\u2019\u00e9tude des machines \u00e0 reluctance variable pour application alterno-d\u00e9marreur automobile\"<\/br>Valentin ZAHARIA<\/strong>, Universit\u00e9 technique de Cluj-Napoca\/EC Lille, D\u00e9cembre 2016, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                      R\u00e9sum\u00e9 :
                      \r\nCe travail de recherche est r\u00e9alis\u00e9 dans le cadre d'une collaboration internationale entre l'Universit\u00e9 Technique de Cluj-Napoca en Roumanie et Centrale Lille en France. Cette th\u00e8se a comme premier objectif, de r\u00e9duire l\u2019ondulation de couple d\u2019une machine triphas\u00e9e 6\/8 \u00e0 r\u00e9luctance variable gr\u00e2ce aux param\u00e8tres de contr\u00f4le dans le mode de fonctionnement moteur et g\u00e9n\u00e9rateur. Par cons\u00e9quent, un mod\u00e8le analytique a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9 et mis en \u0153uvre dans un environnement de calcul num\u00e9rique. Un outil d'optimisation permettant de trouver les meilleurs param\u00e8tres de contr\u00f4le a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9. Toutefois, le processus d\u2019optimisation est tr\u00e8s lent.En cons\u00e9quence, une strat\u00e9gie pour r\u00e9duire le temps du processus d'optimisation sans abaisser la pr\u00e9cision des r\u00e9sultats est propos\u00e9e. Une strat\u00e9gie de \u2018mapping\u2019 est utilis\u00e9e entre un mod\u00e8le grossier mais rapide et un mod\u00e8le fin mais lent. Un travail est men\u00e9 sur le choix du mod\u00e8le grossier, dans le cadre d\u2019un mod\u00e8le fournissant des valeurs en fonction du temps. Deux strat\u00e9gies de \u2018mapping\u2019 ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9es dans cette th\u00e8se : l\u2019\u2018Output Space Mapping Proportional\u2019(OSMP) et le Manifold Mapping (MM). Ces deux strat\u00e9gies sont utilis\u00e9es pour d\u00e9terminer les param\u00e8tres de contr\u00f4le optimaux. Le probl\u00e8me d\u2019optimisation est ensuite compl\u00e9t\u00e9 en ajoutant des variables g\u00e9om\u00e9triques au processus d\u2019optimisation du contr\u00f4le. Les outils d\u00e9velopp\u00e9s sont ensuite utilis\u00e9s dans le cadre du dimensionnement par optimisation d\u2019un alterno-d\u00e9marreur automobile. Finalement, des exp\u00e9riences et des essais sur un prototype de Machine \u00e0 RV sont men\u00e9s afin de valider les r\u00e9sultats du processus d'optimisation en mode moteur et g\u00e9n\u00e9rateur.
                      \r\n
                      \r\nMots cl\u00e9s : conception et contr\u00f4le par optimisation, \u00e9l\u00e9ments finis, manifold mapping, output space mapping proportional, moteur\/g\u00e9n\u00e9rateur \u00e0 r\u00e9luctance variable
                      \r\n
                      \r\nContributions to the study of Switched reluctance machine for automotive integrated starter-alternator application
                      \r\n
                      \r\nAbstract:
                      \r\nThe switched reluctance machine has a simple construction making it cheaper in execution but one of the drawbacks of this machine is the torque ripple. This thesis had as first target, the usage of an optimization tool to calculate the best control parameters to correct this major drawback in motor and generator operation modes. Hence, an analytical model that takes into account the machine geometry and that is able to be simulated in both operation modes by adjusting the commutation angles was provided and implemented in a calculation environment. The second target of this work is to investigate a method to reduce the optimization time without lowering the accuracy of the results. The strategy used in the optimization process is known in literature as the space mapping technique, more precisely for this thesis output space mapping proportional and manifold mapping were studied. After testing them on a mathematical model it was possible to continue the investigation on defining the optimal control parameters of a three-phases 6\/8 SR machine prototype, being able that further to use this strategy in a much complicated process, i.e. defining the right geometry and control of a SR machine to be used in automotive integrated starter alternator systems. The final target of the thesis was to conduct experiments and tests on the existing prototype in order to partially validate the results of the optimization process.
                      \r\n
                      \r\nKeywords: design and control optimization, finite element, manifold mapping, output space mapping proportional, switched reluctance motor\/generator.<\/p><\/div><\/li>

                    2. \"Optimisation du dimensionnement et de la commande sur cycle de fonctionnement d\u2019un g\u00e9n\u00e9rateur \u00e0 aimants permanents et auto-commutation pour applications micro-\u00e9oliennes\"<\/br>Andreea ZAHARIA<\/strong>, Universit\u00e9 technique de Cluj-Napoca\/EC Lille, D\u00e9cembre 2016, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                      Optimisation du dimensionnement et de la commande sur cycle de fonctionnement d\u2019un
                      \r\ng\u00e9n\u00e9rateur \u00e0 aimants permanents et auto-commutation pour applications micro-\u00e9oliennes
                      \r\n
                      \r\nR\u00e9sum\u00e9
                      \r\nLa conception d'un microsyst\u00e8me autonome de conversion de l'\u00e9nergie \u00e9olienne repr\u00e9sente le c\u0153ur de
                      \r\ncette \u00e9tude. L'attention est port\u00e9e vers le g\u00e9n\u00e9rateur BLDCPM en \u00e9toile \u00e0 trois phases, ayant un rotor ext\u00e9rieur
                      \r\navec des aimants permanents mont\u00e9s en surface et des enroulements concentr\u00e9s avec des forces \u00e9lectromotrices
                      \r\ntrap\u00e9zo\u00efdales. Une connexion directe entre la turbine \u00e0 axe horizontal et la machine tournant \u00e0 vitesse variable
                      \r\nest consid\u00e9r\u00e9e puisque l'application vis\u00e9e est r\u00e9sidentielle et n\u00e9cessite un fonctionnement \u00e0 faible vitesse. Le
                      \r\nconvertisseur \u00e9lectronique de puissance \u00e0 courant alternatif (redresseur) et \u00e0 pont complet triphas\u00e9 du c\u00f4t\u00e9
                      \r\ng\u00e9n\u00e9rateur est consid\u00e9r\u00e9 pour contr\u00f4ler la tension constante du bus continu de sortie. En raison de la vitesse
                      \r\nvariable du vent, de nombreuses fluctuations se produisent dans la puissance et la fr\u00e9quence du g\u00e9n\u00e9rateur
                      \r\nBLDCPM, ce qui oblige sa conception pour un fonctionnement \u00e0 une large plage de vitesse. Ainsi, le travail de
                      \r\nla th\u00e8se vise \u00e0 d\u00e9terminer les param\u00e8tres optimaux de conception g\u00e9om\u00e9triques et \u00e9lectriques du g\u00e9n\u00e9rateur
                      \r\nBLDCPM, en assurant des pertes de puissance minimales dans le \u03bcWECS. Un fonctionnement sur un cycle long
                      \r\nterme d\u2019une ann\u00e9e avec une vitesse moyenne du vent mesur\u00e9e toutes les heures est consid\u00e9r\u00e9 pour maximiser la
                      \r\npuissance \u00e9olienne extraite et augmenter l'efficacit\u00e9 du syst\u00e8me dans son ensemble. Par cons\u00e9quent, il est
                      \r\nn\u00e9cessaire de d\u00e9terminer le niveau de mod\u00e9lisation, ainsi que les variables de conception de chacun des
                      \r\ncomposants du syst\u00e8me. Comme l'optimisation fait appel \u00e0 un algorithme pour le processus de conception, le
                      \r\nnombre d'\u00e9valuations du mod\u00e8le peut \u00eatre assez important. Plus les variables de conception et les contraintes
                      \r\nsont nombreuses, plus \u00e9lev\u00e9 est le nombre d'\u00e9valuations. En cons\u00e9quence, la r\u00e9duction du temps de simulation,
                      \r\nainsi que l'int\u00e9gration et l'exploitation des donn\u00e9es provenant du profil de vitesse du vent pour d\u00e9terminer la
                      \r\ntotalit\u00e9 des pertes de puissance dans le \u03bcWECS consid\u00e9r\u00e9es sont les principales pr\u00e9occupations. Ensuite, la
                      \r\nm\u00e9thodologie d'optimisation est pr\u00e9sent\u00e9e, ainsi que les r\u00e9sultats optimaux obtenus et la comparaison de
                      \r\nplusieurs param\u00e8tres d'entr\u00e9e et de sortie. Enfin, des essais exp\u00e9rimentaux sont \u00e9galement effectu\u00e9s sur un
                      \r\nprototype de machine BLDCPM de r\u00e9f\u00e9rence afin de v\u00e9rifier la technique de commutation et de contr\u00f4le
                      \r\n\u00e9lectronique.
                      \r\n
                      \r\nMots clefs : g\u00e9n\u00e9rateur sans balais \u00e0 aimant permanent et auto-commutation, m\u00e9thode de barycentre,
                      \r\nmod\u00e9lisation, multi-physique, optimisation de conception, microsyst\u00e8me autonome de conversion de l'\u00e9nergie
                      \r\n\u00e9olienne, cycle long terme du vent
                      \r\n
                      \r\nBrushless DC permanent magnet micro-wind generator modeling and optimization over
                      \r\nlong-term wind-speed cycle operation
                      \r\n
                      \r\nAbstract
                      \r\nThe design of a stand-alone micro-wind energy conversion system represents the core of this study. The
                      \r\nattention is derived towards the three-phase star-connected BLDCPM generator, having outer rotor with Nd-Fe-
                      \r\nB surface-mounted PMs, and concentrated stator-armature windings with quasi-trapezoidal stator-phase back-
                      \r\nEMF voltages. A direct connection to the variable speed horizontal axis wind turbine is considered as the
                      \r\nresidential use application for which is desired requires low-speed operation. Generator-side three-phase full-
                      \r\nbridge AC\/DC power electronic converter (rectifier) is considered for controlling the output DC-bus constant
                      \r\nvoltage. Due to the variable wind speed, many fluctuations occur in the power and frequency of the BLDCPM
                      \r\ngenerator, compelling its design for large speed-range operation. Hence, the thesis work aims at determining the
                      \r\noptimal design parameters of the BLDCPM generator ensuring minimum power losses of \u03bcWECS over long-
                      \r\nterm wind-speed cycle operation, and thereby maximizing the extracted wind power and increasing the
                      \r\nefficiency of the overall system. Therefore, it is necessary to determine the modeling level, as well as the design
                      \r\nvariables of each component of the system. As the optimization appeals to an algorithm for the design process,
                      \r\nthe number of model evaluations can be fairly important. The more design variables and constraints, the higher
                      \r\nthe model evaluation count. As a result, reduction of the simulation time, as well as integration and exploitation
                      \r\nof the available data from the wind-speed profile for determining the total power losses of considered \u03bcWECS
                      \r\nare of main concern. Afterwards, the optimization methodology is presented along with the optimum results
                      \r\nobtained, as well as comparison of several input\/output parameters. Finally, experimental tests are also carried
                      \r\nout on a reference BLDCPM machine prototype in order to verify its electronic commutation and control
                      \r\ntechnique.
                      \r\n
                      \r\nKeywords: barycenter method, brushless DC permanent magnet generator, design optimization, modeling,
                      \r\nmulti-physics, stand-alone micro-wind energy conversion system, long-term wind speed cycle.
                      \r\n
                      \r\nModelarea \u0219i optimizarea micro-generatorului cu magne\u021bi permanen\u021bi \u0219i auto-comuta\u021bie
                      \r\nelectronic\u0103 cu operare sub un profil al v\u00e2ntului de lung\u0103 durat\u0103
                      \r\n
                      \r\nRezumat :
                      \r\nDesignul unui micro-sistem autonom de conversie a energiei provenit\u0103 de la o micro-turbin\u0103 eolian\u0103
                      \r\nreprezint\u0103 nucleul acestui studiu. Aten\u021bia este \u00eendreptat\u0103 asupra generatorului trifazic cu configura\u021bie de rotor
                      \r\nexterior cu magne\u021bi permanen\u021bi monta\u021bi pe suprafa\u021ba acestuia \u0219i cu \u00eenf\u0103\u0219ur\u0103ri concentrate pe stator. O leg\u0103tur\u0103
                      \r\ndirect\u0103 \u00eentre turbina cu ax orizontal \u0219i generatorul de vitez\u0103 variabil\u0103 este considerat\u0103, deoarece aplica\u021bia avut\u0103
                      \r\n\u00een vedere este reziden\u021bial\u0103 \u0219i necesit\u0103 func\u021bionare la vitez\u0103 mic\u0103. Convertorul electronic de curent alternativ
                      \r\n(redresor) cu trei faze asociat generatorului este considerat pentru a men\u021bine tensiunea de ie\u0219ire pe bus cc la o
                      \r\nvaloare constant\u0103. Din cauza vitezei variabile a v\u00e2ntului, multe fluctua\u021bii apar \u00een puterea \u0219i frecven\u021ba
                      \r\ngeneratorului, for\u021b\u00e2nd designul acestuia la o func\u021bionare \u00eentr-o gam\u0103 larg\u0103 de vitez\u0103. Astfel, activitatea tezei este
                      \r\nde a determina parametri geometrici \u0219i electrici optimi ai generatorului, asigur\u00e2nd pierderi minime de putere \u00een
                      \r\nmicro-sistemul de conversie al energiei considerat. O opera\u021biune pe un ciclu de v\u00e2nt cu durata unui an, cu o
                      \r\nvitez\u0103 medie a v\u00e2ntului, m\u0103surat\u0103 la fiecare or\u0103 este considerat pentru a maximiza puterea extras\u0103 din v\u00e2nt \u0219i de
                      \r\na cre\u0219te eficien\u021ba global\u0103 a micro-sistemului. Prin urmare, este necesar s\u0103 se determine nivelul de modelare,
                      \r\nprecum \u0219i variabilele de proiectare pentru fiecare dintre componentele sistemului. Datorit\u0103 faptului c\u0103
                      \r\noptimizarea apeleaz\u0103 la un algoritm pentru procesul de proiectare, num\u0103rul de evalu\u0103ri ale modelului poate fi
                      \r\ndestul de important. Cu c\u00e2t exist\u0103 mai multe variabile de proiectare \u0219i constr\u00e2ngeri, cu at\u00e2t num\u0103rul de evalu\u0103ri
                      \r\neste mai mare. \u00cen consecin\u021b\u0103, reducerea timpului de simulare, precum \u0219i integrarea \u0219i exploatarea datelor
                      \r\nprovenite de la profilul de vitez\u0103 al v\u00e2ntului pentru a determinarea pierderile totale de energie din micro-sistem,
                      \r\nsunt principalele preocup\u0103ri. \u00cen urm\u0103toarea etap\u0103 este prezentat\u0103 metodologia de optimizare, precum \u0219i
                      \r\nrezultatele optime ob\u021binute \u0219i compararea mai multor parametri de intrare \u0219i de ie\u0219ire. \u00cen final, teste experimentale
                      \r\nsunt, de asemenea, efectuate pe un prototip de ma\u0219in\u0103 cu magne\u021bi permanen\u021bi \u0219i auto-comuta\u021bie electronic\u0103 de
                      \r\nreferin\u021b\u0103 pentru a verifica tehnica de comutare \u0219i de control electronic.
                      \r\n
                      \r\nCuvinte cheie : generator cu magne\u021bi permanen\u021bi \u0219i auto-comuta\u021bie electronic\u0103, metoda baricentrului,
                      \r\nproiectare prin optimizare, micro-sistem autonom de conversie al energiei, ciclu de v\u00e2nt de lung\u0103 durat\u0103<\/p><\/div><\/li>

                    3. \"Estimateurs d\u2019erreur a posteriori pour les \u00e9quations de Maxwell en formulation temporelle et potentielle\"<\/br>Roberta TITTARELLI<\/strong>, Universit\u00e9 Lille 1, Septembre 2016, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                      R\u00e9sum\u00e9 : Cette th\u00e8se porte sur le d\u00e9veloppement d\u2019estimateurs d'erreur a posteriori pour la r\u00e9solution num\u00e9rique par \u00e9l\u00e9ments finis de probl\u00e8mes en \u00e9lectromagn\u00e9tisme basse fr\u00e9quence. On s\u2019int\u00e9resse aux formulations en potentiels (A-\u03c6 et T-\u03a9) des \u00e9quations de Maxwell en r\u00e9gime quasi-stationnaire, pour le cas harmonique ou temporel. L'enjeu consiste \u00e0 d\u00e9velopper des outils num\u00e9riques math\u00e9matiquement robustes, exploitables dans un code de calcul industriel, notamment le Code_Carmel3D (EDF R&D), permettant d'estimer l'erreur de discr\u00e9tisation spatio-temporelle et de pouvoir ainsi am\u00e9liorer la pr\u00e9cision des calculs. On prouve la fiabilit\u00e9, assurant le contr\u00f4le de l\u2019erreur. On prouve \u00e9galement dans certains cas l\u2019efficacit\u00e9 locale, permettant de rep\u00e9rer les zones du maillage dans lesquelles l\u2019erreur est la plus importante, et de mettre ainsi en \u0153uvre des strat\u00e9gies de raffinement adaptatif. L'\u00e9quivalence globale entre l'erreur en norme \u00e9nerg\u00e9tique et l'estimateur est en g\u00e9n\u00e9ral assur\u00e9e. Les estimateurs obtenus sont finalement utilis\u00e9s pour des simulations physiques\/industrielles par le Code_Carmel3D.
                      \r\n
                      \r\nEstimateurs a posteriori, Formulation en potentiels, Estimateurs d\u2019erreur \u00e9quilibr\u00e9s, Estimateurs d\u2019erreur r\u00e9siduels
                      \r\n\u00c9l\u00e9ments finis, M\u00e9thode des, Maxwell, \u00c9quation de -- Solutions num\u00e9riques, \u00c9lectromagn\u00e9tisme, Calcul d'erreur
                      \r\n
                      \r\nR\u00e9sum\u00e9 (anglais) : This thesis focus on the developement of a posteriori error estimators for the finite element numerical resolution of low frequency electromagnetic problems. We are interested in two potential formulations of the Maxwell's equations in the quasi-static approximation, known as A-\u03c6 et T-\u03a9 formulations, for both harmonic and temporal regimes. The challenge consists in developing numerical tools mathematically robust, usable in an industrial code allowing the estimation of the spatio-temporal error discretisation and the improvement of the quality and the cost of the computation. We prove the reliability of the proposed error estimators, which ensures an upper bound for the error in the energy norm. In some cases we also prove the local efficicency of the estimators, which allows to detect the zones where the error is the highest, so that an adaptive remeshing process can be set up. Anyway, the global equivalence between the energy error norm and the estimator is derived. The developed error estimators are finally used for physical and industrial numerical simulations in Code_Carmel3D (EDF R&D).<\/p><\/div><\/li>

                    4. \"Caract\u00e9risation des propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectromagn\u00e9tiques des mat\u00e9riaux magn\u00e9tiquement doux \u2013 Application aux roues polaires de machine \u00e0 griffes\"<\/br>Laure ARBENZ<\/strong>, Arts et M\u00e9tiers, Mars 2016, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                      La construction \u00e9lectrique reposant en grande partie sur l\u2019utilisation des propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectromagn\u00e9tiques du fer et de ses alliages, les concepteurs ont besoin d\u2019une connaissance pr\u00e9cise de ces propri\u00e9t\u00e9s. Les caract\u00e9ristiques des mat\u00e9riaux magn\u00e9tiques doux, typiquement celles de l\u2019acier des roues polaires d'une machine \u00e0 griffes, peuvent \u00eatre notablement impact\u00e9es par les proc\u00e9d\u00e9s de fabrication. Celles-ci doivent alors \u00eatre caract\u00e9ris\u00e9es directement sur la pi\u00e8ce finale. Dans ce travail, on propose une m\u00e9thode de mesure non destructive combinant une d\u00e9marche op\u00e9ratoire et la simulation par \u00e9l\u00e9ments finis afin de caract\u00e9riser la conductivit\u00e9 \u00e9lectrique locale des roues polaires. Afin d\u2019adapter les param\u00e8tres exp\u00e9rimentaux \u00e0 la g\u00e9om\u00e9trie de la pi\u00e8ce consid\u00e9r\u00e9e, et \u00e0 l\u2019aide d\u2019un diagramme 5M (ou diagramme d'Ishikawa), une d\u00e9marche d\u2019optimisation de la m\u00e9thode est entreprise. Puis l\u2019incertitude de mesure est d\u00e9termin\u00e9e \u00e0 l\u2019aide de deux d\u00e9marches diff\u00e9rentes. Cette m\u00e9thode est ensuite exploit\u00e9e pour mener une \u00e9tude sur une population de roues polaires extraites de la cha\u00eene de production. Dans un second temps, la m\u00e9thode est \u00e9tendue pour la mesure de perm\u00e9abilit\u00e9 incr\u00e9mentale. Des essais sur t\u00f4les \u00e9paisses ont permis de valider l\u2019approche propos\u00e9e \u00e0 l'aide du m\u00eame type de capteur. Par ailleurs, une \u00e9tude compl\u00e9mentaire par \u00e9l\u00e9ments finis 3D a permis de mettre en \u00e9vidence les limites de l'approche analytique, notamment lorsque la perm\u00e9abilit\u00e9 de la plaque et son \u00e9paisseur deviennent trop importantes. Finalement, cette m\u00e9thode est appliqu\u00e9e au cas des roues polaire, dans le cadre d\u2019une approche qualitative, en vue d\u2019une application de type contr\u00f4le qualit\u00e9.
                      \r\n
                      \r\nMat\u00e9riau magn\u00e9tique doux, Caract\u00e9risation, \u00c9l\u00e9ments finis, Incertitude de mesure, Machine \u00e9lectriques, Mat\u00e9riaux magn\u00e9tiques, Machines \u00e9lectriques , M\u00e9thode des \u00c9l\u00e9ments finis
                      \r\n
                      \r\nCharacterization of the electromagnetic properties of soft magnetic materials : application to a claw pole rotor
                      \r\n
                      \r\nElectrical energy conversion devices are based on the use of electromagnetic properties of iron and its alloys. Therefore, an accurate knowledge of these properties is required for the designers. The characteristics of the soft magnetic materials, typically those of a claw pole rotor, can be significantly impacted by the manufacturing processes. Consequently, these properties must be characterized directly on the manufactured magnetic piece. In this work, a non-destructive measurement method combining an operative approach and the finite element simulation is proposed to characterize the local electrical conductivity of the claw pole rotor. The choice of the experimental parameters associated to the claw pole rotor geometry is optimized using the Ishikawa diagram. Then, the measurement uncertainty is determined using two different approaches. This method is applied to perform a study on a population of claw pole rotors issued from the manufacturing chain. Secondly, the method is extended to incremental permeability measurement. Tests on thick sheets were realized to validate the proposed approach with the same type of sensor. Moreover, a complementary study in 3D finite element has emphasized the limitations of the analytical approach, especially when the permeability of the plate and its thickness become significant. Finally, this method is applied to the case of claw pole rotors through a qualitative approach for a quality control application.
                      \r\n
                      \r\nSoft magnetic material, Characterization, Finite element, Measurement uncertainty, Electrical machines<\/p><\/div><\/li>

                    5. \"Repr\u00e9sentativit\u00e9 de la mod\u00e9lisation aux \u00e9l\u00e9ments finis pour le diagnostic de machines synchrones de grande puissance\"<\/br>Alexandre BACCHUS<\/strong>, Universit\u00e9 Lille 1, F\u00e9vrier 2016, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                      Nous avons d\u00e9velopp\u00e9 une m\u00e9thode d'identification de courts-circuits et d'excentricit\u00e9s statiques d'un turboalternateur en fonctionnement. Cette m\u00e9thode doit \u00eatre non seulement capable d'identifier le type de d\u00e9faut, mais \u00e9galement sa gravit\u00e9 et sa localisation. Pour cela, la force \u00e9lectromotrice issue d'une sonde de flux radiale est consid\u00e9r\u00e9e pour identifier les d\u00e9fauts de la machine. Les m\u00e9thodes d'apprentissage ayant fait leur preuve sur ce type de probl\u00e9matique, un ensemble d'\u00e9chantillons des d\u00e9fauts, i.e. matrice des prototypes, est construit gr\u00e2ce \u00e0 des simulations par la m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis de la machine dans un grand nombre d'\u00e9tats de fonctionnement. Le but est alors d'identifier la classe (le d\u00e9faut) de mesures exp\u00e9rimentales en consid\u00e9rant les sorties de simulations. Pour faire cela, une maquette de turboalternateur est mod\u00e9lis\u00e9e et les sorties de simulation sont compar\u00e9es aux mesures exp\u00e9rimentales. L'application de m\u00e9thodes de classification supervis\u00e9e choisies selon la forme des donn\u00e9es montre qu'on peut atteindre des taux de bonne classification de 79 % pour les courts-circuits et 93 % pour les excentricit\u00e9s apr\u00e8s un traitement sp\u00e9cifique des attributs et un recalage des sorties de simulation. Une r\u00e8gle d'identification du type de d\u00e9faut est \u00e9galement mise en place au travers d'une classification hi\u00e9rarchique. Celle-ci donne d'excellents r\u00e9sultats pour lesquels toutes les mesures exp\u00e9rimentales sont assign\u00e9es au bon type de d\u00e9faut. Enfin, un automate \u00e0 \u00e9tats finis permet d'am\u00e9liorer les r\u00e9sultats pr\u00e9c\u00e9dents en tenant compte de l'\u00e9volution temporelle de l'\u00e9tat de fonctionnement de la machine. Ainsi, un taux de bonne classification de 91.5 % pour l'identification de courts-circuits est obtenu.
                      \r\n
                      \r\nmots clefs : Turboalternateur Turbog\u00e9n\u00e9rateurs -- D\u00e9fauts -- Simulation par ordinateur D\u00e9tection de d\u00e9faut (ing\u00e9nierie)
                      \r\nCourts-circuits -- Localisation \u00c9l\u00e9ments finis, M\u00e9thode des Flux magn\u00e9tique -- Mesure Reconnaissance des formes (informatique) Classification automatique Exploration de donn\u00e9es Machines s\u00e9quentielles, Th\u00e9orie des
                      \r\n
                      \r\nRepresentativeness of finite element modelling for the diagnosis of great power synchronous machines
                      \r\n
                      \r\n
                      \r\nR\u00e9sum\u00e9
                      \r\nAn identification method of rotor inter-turn short-circuits and static eccentricities of an operating turboalternator is developed. This approach provides the type of the machine functional state such as its seriousness and location. The electromotive force obtained from a radial flux sensor is considered in order to identify the machine faults. Some previous works have shown that learning methods are efficient to characterize precisely the fault of a machine. Thus, a fault signatures data set, i.e. prototypes matrix, is built thanks to simulations using finite element method applied to the machine considering a great number of functional states. Therefore, the goal of this work is to identify the class (fault) of experimental measurements using the simulated output. To do that, a small scale alternator is modelled and simulation outputs are compared to the experimental measurements. The application of supervised classification method chosen beyond the shape of data shows that a good classification rate of 79 % for short-circuits and 93 % for eccentricities can be achieved thanks to specific features and simulation output treatments. An identification rule of the fault type is designed by considering a hierarchical classification approach. It achieves excellent results since all experimental measurements are assigned to the right type of fault. Finally, the use of a finite state automaton achieves better results for short-circuits identification by taking into account the temporal evolution of the machine functional state.<\/p><\/div><\/li>

                    6. \"Calcul par \u00e9l\u00e9ments finis des pertes suppl\u00e9mentaires dans les motorisations performantes\"<\/br>Jalal CHEAYTANI<\/strong>, Universit\u00e9 Lille 1, F\u00e9vrier 2016, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                      Les pertes suppl\u00e9mentaires en charge dans les machines \u00e9lectriques repr\u00e9sentent une contribution non-n\u00e9gligeable aux pertes totales. Elles constituent un point cl\u00e9 pour une \u00e9valuation exacte de l\u2019efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique des moteurs. L\u2019objectif de ce travail a donc \u00e9t\u00e9 d\u2019investiguer les pertes suppl\u00e9mentaires, de d\u00e9terminer et de quantifier leurs origines tout en effectuant une mod\u00e9lisation pr\u00e9cise des machines \u00e9lectriques \u00e9tudi\u00e9es. Le mod\u00e8le de calcul des pertes suppl\u00e9mentaires, d\u00e9velopp\u00e9 dans la th\u00e8se, est bas\u00e9 sur l\u2019essai normalis\u00e9 de bilan de puissances. L\u2019utilisation de ce dernier n\u00e9cessite des mod\u00e8les de calcul des pertes fer et des pertes par courants induits harmoniques. Le choix s\u2019est port\u00e9 sur des mod\u00e8les de calcul des pertes en post-traitement d\u2019un code par \u00e9l\u00e9ments finis. Ces mod\u00e8les ont \u00e9t\u00e9 test\u00e9s dans un premier temps sur une machine synchrone \u00e0 aimants permanents (MSAP) o\u00f9 l\u2019influence des harmoniques de d\u00e9coupage a \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9e. Ensuite, les pertes suppl\u00e9mentaires ont \u00e9t\u00e9 calcul\u00e9es pour un moteur de 500 kW et deux moteurs de 6 kW \u00e0 barres droites et inclin\u00e9es. Plusieurs \u00e9tudes ont \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9es sur les origines des pertes suppl\u00e9mentaires, comme les flux de fuite d\u2019extr\u00e9mit\u00e9s, les flux de fuite zig-zag ainsi que les flux de fuite d\u2019inclinaison, et leurs contributions ont \u00e9t\u00e9 quantifi\u00e9es. La comparaison des r\u00e9sultats simul\u00e9s avec les mesures issues des essais effectu\u00e9s sur la MSAP et sur les deux maquettes montre une bonne concordance. Ces r\u00e9sultats d\u00e9montrent la capacit\u00e9 des mod\u00e8les propos\u00e9s \u00e0 estimer les pertes fer, les pertes par courants induits et les pertes suppl\u00e9mentaires avec une bonne pr\u00e9cision pour diff\u00e9rents types de machines \u00e9lectriques et diff\u00e9rents points de fonctionnements.
                      \r\n
                      \r\nPertes suppl\u00e9mentaires en charge , Pertes fer, Courants induits, Dissipation d'\u00e9nergie -- Mod\u00e8les math\u00e9matiques -- Mesure
                      \r\nMoteurs asynchrones -- Mod\u00e8les math\u00e9matiques, \u00c9l\u00e9ments finis, M\u00e9thode des ,Analyse harmonique (math\u00e9matiques)
                      \r\n
                      \r\nStray load losses calculation in high performance motors using finite element method
                      \r\n
                      \r\nThe stray load losses (SLL) in electrical machines represent a non-negligible contribution to the total losses and are a key point for an accurate evaluation of the energy efficiency of the considered device. The aim of this work is to investigate the SLL, to determine and quantify their origins using precise models of the studied motors. The SLL model calculation, developed in this thesis, is based on the normalized Input-Output test. This later requires models for the core and harmonic eddy current losses. The choice has been made for calculating the losses in the post- processing step of a finite element code. These models were tested, first, on a permanent magnet synchronous machine (PMSM), where the influence of the carrier harmonics is studied. Then, the SLL were calculated for a 500 kW induction motor and for two 6 kW motors with skewed and non-skewed rotor bars. Several studies have been performed to study the origins of the SLL such as the end-region leakage fluxes, the zig-zag leakage fluxes and the skew leakage fluxes, and quantify their contributions. The comparison, between the simulation results and those measured on the PMSM and both 6 kW motors, shows a good agreement. This demonstrates the ability of an accurate estimation of the core, eddy currents and SLL losses using the proposed post-processing calculation method, for different types of electrical machines under different operating conditions.<\/p><\/div><\/li><\/ol>2015<\/strong>                      <\/a>

                      1. \"Contribution \u00e0 la conception optimale d'une cha\u00eene de traction \u00e9lectrique et de sa commande par mod\u00e9lisation multi-physique\"<\/br>Pierre CAILLARD<\/strong>, Ecole Centrale de Lille, Novembre 2015, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                        Conception par optimisation d'une chaine de traction \u00e9lectrique et de son contr\u00f4le par
                        \r\nmod\u00e9lisation multi-physique
                        \r\nR\u00e9sum\u00e9
                        \r\nLes travaux de cette th\u00e8se portent sur la m\u00e9thodologie de conception par optimisation d\u2019une
                        \r\nchaine de traction de v\u00e9hicule \u00e9lectrique en phase amont du d\u00e9veloppement. Dans une premi\u00e8re
                        \r\npartie, nous avons abord\u00e9 le contexte environnemental du transport afin de poser la probl\u00e9matique
                        \r\nde la conception syst\u00e9mique d\u2019une chaine de traction \u00e9lectrique compos\u00e9e d\u2019une transmission, une
                        \r\nmachine \u00e9lectrique asynchrone, un onduleur et une batterie. Le cas test est celui du Renault Twizy.
                        \r\nLa seconde partie explore les possibilit\u00e9s de mod\u00e9lisation puis d\u00e9taille les mod\u00e8les analytiques qui
                        \r\nont \u00e9t\u00e9 choisis pour chaque composant. L\u2019assemblage de ces mod\u00e8les permet une estimation de
                        \r\nl\u2019autonomie du v\u00e9hicule, au travers du calcul des pertes des composants, et du cout de la chaine de
                        \r\ntraction. La troisi\u00e8me partie est consacr\u00e9e aux m\u00e9thodes et strat\u00e9gies d\u2019optimisation afin de pouvoir
                        \r\nexploiter le mod\u00e8le syst\u00e8me en incluant le cycle de roulage, le contr\u00f4le de la machine \u00e9lectrique et les
                        \r\ndiff\u00e9rentes physiques des composants, tout en conservant des temps de calcul raisonnable. Enfin, la
                        \r\nderni\u00e8re partie pr\u00e9sente des r\u00e9sultats d\u2019optimisation, en comparant diff\u00e9rents jeux de variables et
                        \r\nobjectifs, soulignant l\u2019importance d\u2019une conception syst\u00e9mique. Des essais sur banc permettent de
                        \r\nvalider les hypoth\u00e8ses qui ont \u00e9t\u00e9 pos\u00e9es.
                        \r\nMots clefs: chaine de traction \u00e9lectrique, v\u00e9hicule \u00e9lectrique, optimisation, syst\u00e8me, mod\u00e9lisation,
                        \r\nmulti-physique, m\u00e9thodologie, machine asynchrone, contr\u00f4le
                        \r\nOptimal design of an electric powertrain with its control through multi-physics modeling
                        \r\nAbstract
                        \r\nThe works of this thesis concern the optimal design methodology of an electric vehicle
                        \r\npowertrain, in early development phase. The first part of this report introduces the environmental
                        \r\ncontext of transportation in order to assess the problem of system design of an electric powertrain
                        \r\nwhich includes a transmission, an induction machine, an inverter and a battery. The selected study
                        \r\ncase is a Renault Twizy. The second part deals with modeling choices and details the analytic models
                        \r\nof the components. Then these models are put together to get an estimate of the vehicle range, by
                        \r\ncalculating the components\u2019 losses and the powertrain cost. The third part is devoted to methods and
                        \r\noptimization strategies with the objective to use the systemic model with driving cycles, electric
                        \r\nmachine control and the physics of each component, without increasing too much computing times.
                        \r\nThe final part presents results from optimal designs, by comparing several variables or objectives
                        \r\nsets. Results show how significant the systemic design is. Experiments on a test bench allow
                        \r\nvalidating the hypothesis that have been made.
                        \r\nKeywords: electric powertrain, electric vehicle, optimization, system, modeling, multi-physics,
                        \r\nmethodology, induction machine, control<\/p><\/div><\/li>

                      2. \"Conception et optimisation d'une gamme de moteurs hybrides \u00e0 haute performance \u00e9nerg\u00e9tique\"<\/br>Vera ELISTRATOVA<\/strong>, Ecole Centrale de Lille, Novembre 2015, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                        Titre en fran\u00e7ais: Conception optimale d\u2019une gamme de moteurs synchrones \u00e0
                        \r\nd\u00e9marrage direct \u00e0 haute performance \u00e9nerg\u00e9tique
                        \r\nR\u00e9sum\u00e9 en fran\u00e7ais:
                        \r\nCe travail a pour objectif de d\u00e9velopper un outil analytique multi-physiques de
                        \r\ndimensionnement d\u2019une gamme de moteurs \u00ab hybrides \u00bb \u00e0 d\u00e9marrage direct, int\u00e9grant
                        \r\nles avantages des deux technologies : l\u2019auto-d\u00e9marrage de la technologie asynchrone
                        \r\net les bonnes performances \u00e9nerg\u00e9tique en r\u00e9gime permanent de la technologie
                        \r\nsynchrone \u00e0 aimants permanents en r\u00e9pondant aux nouveaux enjeux d\u2019efficacit\u00e9
                        \r\n\u00e9nerg\u00e9tique et en ajoutant \u00e0 cela les aspects \u00e9conomiques.
                        \r\nLa validation de cet outil est effectu\u00e9e par des mod\u00e8les \u00e9l\u00e9ments finis cr\u00e9\u00e9s avec un
                        \r\nlogiciel commercial ANSYS\/Maxwell et par des essais exp\u00e9rimentaux r\u00e9alis\u00e9s \u00e0
                        \r\nl\u2019aide de deux prototypes LSPMSM 7.5kW.
                        \r\nMots-clefs: moteur LSPM, mod\u00e8le de dimensionnement, mod\u00e9lisation \u00e9l\u00e9ments finis,
                        \r\n\u00e9num\u00e9ration exhaustive, mod\u00e8le analytique, validation exp\u00e9rimentale.
                        \r\n
                        \r\nTitre en anglais: Optimal design of line-start permanent magnet synchronous motors
                        \r\nof high efficiency
                        \r\nR\u00e9sum\u00e9 en anglais:
                        \r\nThis work aims to develop a multi-physical generic model (and a pre-design
                        \r\nsoftware) for a range of LSPMSMs which would integrate the advantages of both
                        \r\ntechnologies: self-start asynchronous technology and good energy performance of
                        \r\nsynchronous permanent magnet technology.
                        \r\nThe validation of this model is carried out by finite element commercial software
                        \r\nANSYS \/ Maxwell and by experimental tests using two 7.5kW.LSPMSM prototypes.
                        \r\nKeywords: LSPM motor, analytical model, pre-design software, finite element
                        \r\nmodelling, exhaustive enumeration, experimental tests<\/p><\/div><\/li>

                      3. \"Prise en compte des incertitudes dimensionnelles introduites par les proc\u00e9d\u00e9s de fabrication dans les mod\u00e8les num\u00e9riques de machines \u00e9lectriques\"<\/br>Sijun LIU<\/strong>, ENSAM, Novembre 2015, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                        Prise en compte des incertitudes dimensionnelles introduites par les procedes de fabrication
                        \r\ndans les modeles numeriques de machines electriques
                        \r\nR\u00e9sum\u00e9 : Les proc\u00e9d\u00e9s de fabrication, du fait de leurs imperfections, conduisent \u00e0 des
                        \r\ndispersions des dimensions par rapport au nominal ainsi qu\u2019\u00e0 une variabilit\u00e9 de celles-ci d\u2019un
                        \r\nproduit \u00e0 un autre. Pour les machines \u00e9lectriques, ces imperfections peuvent conduire \u00e0 des
                        \r\nexcentricit\u00e9s entre le rotor et le stator ou \u00e0 des d\u00e9formations de la surface int\u00e9rieure du stator
                        \r\n(d\u00e9faut de forme). Dans la litt\u00e9rature, les travaux se focalisent surtout sur l\u2019\u00e9tude des effets
                        \r\nn\u00e9fastes dus \u00e0 l\u2019excentricit\u00e9 et pas sur les d\u00e9fauts de forme. De plus, ces travaux sont souvent
                        \r\nbas\u00e9s sur une approche d\u00e9terministe n\u00e9gligeant la variabilit\u00e9 qui peut apparaitre dans le cas
                        \r\nde la production de masse. L\u2019objectif de la th\u00e8se est donc de mettre en place une
                        \r\nm\u00e9thodologie bas\u00e9e sur une approche probabiliste permettant de quantifier l\u2019effet des
                        \r\nimperfections des proc\u00e9d\u00e9s de fabrication sur la g\u00e9om\u00e9trie d\u2019une machine \u00e9lectrique et d\u2019en
                        \r\n\u00e9valuer l\u2019impact sur les performances. Pour cela, une campagne de mesures dimensionnelles a
                        \r\n\u00e9t\u00e9 effectu\u00e9e sur 50 machines \u00e9lectriques permettant de caract\u00e9riser les principaux d\u00e9fauts
                        \r\ncomme l\u2019excentricit\u00e9 et la d\u00e9formation de la surface int\u00e9rieure du stator. Des mod\u00e8les
                        \r\nprobabilistes de ces d\u00e9fauts ont \u00e9t\u00e9 propos\u00e9s permettant de prendre en compte leur
                        \r\nvariabilit\u00e9. L\u2019utilisation d\u2019un mod\u00e8le num\u00e9rique de la machine \u00e9lectrique combin\u00e9 avec des
                        \r\ntechniques d\u2019approximation creuse ont permis d\u2019\u00e9valuer l\u2019influence de ces d\u00e9fauts sur les
                        \r\ngrandeurs d\u2019int\u00e9r\u00eat comme la FEM ou le couple.
                        \r\n : alternateur \u00e0 griffes, m\u00e9trologie, proc\u00e9d\u00e9s de fabrication, d\u00e9formation du stator,
                        \r\nexcentricit\u00e9, quantification d\u2019incertitudes, analyse de sensibilit\u00e9
                        \r\nConsideration of dimensional uncertainties introduced by the manufacturing processes in
                        \r\nthe numerical models of electrical machines
                        \r\nAbstract : Due to their imperfections, manufacturing processes lead to deviations on the
                        \r\ndimensions which are not equal to their nominal value and as well as a variability on the
                        \r\ndimensions from one product to another in the case of mass production. For electrical
                        \r\nmachines, these imperfections can cause an eccentricity between the rotor and the stator or
                        \r\nshape default like the deformation of the inner surface of the stator. In the literature, research
                        \r\nfocuses mainly on the study of detrimental effects due to the eccentricity but not on shape
                        \r\ndefault. In addition, this research is often based on a deterministic approach neglecting the
                        \r\nvariability that can arise especially in mass production. The aim of the thesis is to develop a
                        \r\nmethodology based on a probabilistic approach to quantify on the performances of an
                        \r\nelectrical machine the effect of imperfections of manufacturing processes on the geometry.
                        \r\nFirst, a campaign of measurements was performed on 50 electrical machines for characterizing
                        \r\nthe main defaults such as the eccentricity and the deformation of the inner surface of the
                        \r\nstator. Probabilistic models of these defaults have been proposed for taking into account their
                        \r\nvariability. A numerical model of the electrical machine combined with sparse approximation
                        \r\ntechniques were used to quantify the influence of these defaults on quantities of interest such
                        \r\nas EMF or torque.
                        \r\nKeywords : claw-pole alternator, metrology, manufacturing processes, stator deformation,
                        \r\neccentricity, uncertainties quantification, sensitivity analysis<\/p><\/div><\/li>

                      4. \"Gestion \u00e9nerg\u00e9tique optimale des installations fixes de traction \u00e9lectrique ferroviaire hybrides\"<\/br>Petronela BUZILA-PANKOVITS<\/strong>, Universit\u00e9 Lille 1, Septembre 2015, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                        R\u00e9sum\u00e9
                        \r\nLa croissance du trafic ferroviaire pr\u00e9vue dans les ann\u00e9es \u00e0 venir pousse les acteurs du syst\u00e8me
                        \r\nd'\u00e9lectrification ferroviaire \u00e0 chercher des solutions innovantes leur permettant d'assurer la
                        \r\nconsommation d\u2019\u00e9nergie qui y est li\u00e9e. Une des solutions concerne l'int\u00e9gration de moyens de
                        \r\nproduction d\u00e9centralis\u00e9s et des syst\u00e8mes de stockage d'\u00e9nergie dans les installations fixes de
                        \r\ntraction \u00e9lectrique (IFTE). Dans cette \u00e9volution, l a th\u00e8se vise \u00e0 contribuer \u00e0 la conception d'un
                        \r\noutil de dimensionnement et de gestion \u00e9nerg\u00e9tique intelligente des IFTE hybrides (IFTEH). La
                        \r\npremi\u00e8re partie d\u00e9crit une m\u00e9thodologie de conception technico-\u00e9conomique d\u2019IFTEH. A partir
                        \r\nd'une architecture g\u00e9n\u00e9rique d'IFTEH, une d\u00e9marche d'optimisation sur cycle des variables
                        \r\ndimensionnelles, mais \u00e9galement des variables de commandes du syst\u00e8me de pilotage est
                        \r\npropos\u00e9e. La mod\u00e9lisation en flux d'\u00e9nergie de l'IFTEH permet ensuite d\u2019appliquer la
                        \r\nm\u00e9thodologie d\u2019optimisation sur un cas d\u2019\u00e9tude et de comparer plusieurs sc\u00e9narios
                        \r\nd\u2019optimisation. Apr\u00e8s le dimensionnement de l'IFTEH, une m\u00e9thodologie de gestion \u00e9nerg\u00e9tique
                        \r\nest d\u00e9velopp\u00e9e afin de r\u00e9pondre aux objectifs \u00e9nerg\u00e9tiques, \u00e9conomiques et environnementales, \u00e0
                        \r\ndiff\u00e9rents horizons temporels de supervision d'IFTEH. Plusieurs sc\u00e9narios de gestion sont \u00e9valu\u00e9s
                        \r\nen simulation \u00e0 travers des indicateurs de performance repr\u00e9sentatifs des gains du syst\u00e8me. Une
                        \r\n\u00e9tude d\u2019optimisation des param\u00e8tres de supervision apporte des r\u00e9ponses concernant l\u2019influence
                        \r\ndu dimensionnement du syst\u00e8me sur la gestion \u00e9nerg\u00e9tique. Enfin, la robustesse de la supervision
                        \r\n\u00e9nerg\u00e9tique d\u2019IFTEH est analys\u00e9e lors de la validation exp\u00e9rimentale \u00e0 l\u2019\u00e9chelle de puissance du
                        \r\nlaboratoire.
                        \r\n
                        \r\nMots-cl\u00e9s : sous-station ferroviaire hybride, production renouvelable, stockage d\u2019\u00e9nergie,
                        \r\nmod\u00e9lisation, dimensionnement, optimisation, gestion \u00e9nerg\u00e9tique, efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique, march\u00e9
                        \r\nde l'\u00e9lectricit\u00e9.
                        \r\n
                        \r\nAbstract
                        \r\nIn railway traffic increasing and electricity market liberalization context, railway actors are
                        \r\ndetermined to consider innovative solutions to handle the increasing energy demand for electrical
                        \r\ntraction. One of the solution concerns the integration of decentralized production and energy
                        \r\nstorage systems in the railway power substations (RPS). The present research work aims to
                        \r\ncontribute to the design of a sizing and intelligent energy management tool for the hybrid RPS
                        \r\n(HRPS). In the first part of the dissertation, a methodology for the techno-economical design of
                        \r\nthe HRPS is described. From a HRPS generic architecture, an optimization approach is proposed
                        \r\nby considering cycles of dimensional and system control variables. Furthermore, an energy flow
                        \r\nmodel permits to apply the optimization methodology on a study case and to compare different
                        \r\noptimization scenarios in order to analyze the sizing and optimal planning of electrical sources
                        \r\nand loads for a typical day. After sizing the HRPS, an energy management methodology is
                        \r\ndeveloped in order to achieve energy, economic and environmental objectives at different time
                        \r\nlevels of HRPS supervision. Several energy management scenarios are evaluated in simulation
                        \r\nthrough adapted system gain indicators. An optimization study of the supervision parameters
                        \r\nprovides additional answers concerning the influence of the system design on its management
                        \r\nstrategy. Eventually, the HRPS energy management robustness is analyzed during an
                        \r\nexperimental setup phase at laboratory power scale.
                        \r\n
                        \r\nKeywords : hybrid railway power substation, renewable energy, energy storage, system
                        \r\nmodeling, optimal design, energy management, energy efficiency, electricity market.<\/p><\/div><\/li>

                      5. \"M\u00e9thodologie de simulation et de pr\u00e9-dimensionnement vibro-acoustique des groupes motopropulseurs \u00e9lectriques en rupture\"<\/br>Haifa MECHMECHE<\/strong>, Ecole Centrale de Lille, Juillet 2015, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                        confidentielle
                        \r\n
                        \r\nCette th\u00e8se de doctorat s'inscrit dans un projet pour le d\u00e9veloppement du v\u00e9hicule \u00e9lectrique pilot\u00e9 par la soci\u00e9t\u00e9 Renault. Il r\u00e9pond aux pr\u00e9visions d\u2019exploitation de v\u00e9hicules \u00e9lectriques pour des d\u00e9placements interurbains et urbains afin d\u2019am\u00e9liorer les aspects environnementaux. L'objectif de nos travaux a \u00e9t\u00e9 de d\u00e9velopper un outil capable de pr\u00e9dire le bruit d'origine \u00e9lectromagn\u00e9tique produit par des machines \u00e0 rotor passifs : machine \u00e0 r\u00e9luctance variable, sur une large plage de vitesse. Pour cela, le d\u00e9veloppement d\u2019un mod\u00e8le vibro-acoustique reposant sur les \u00e9quations aux d\u00e9riv\u00e9es partielles permet d\u2019obtenir une bonne estimation des vibrations et du bruit de la machine pour une force donn\u00e9e. Cette mod\u00e9lisation analytique coupl\u00e9e \u00e0 un outil \u00e9l\u00e9ments finis, permettant ainsi d\u2019estimer pr\u00e9cis\u00e9ment les pressions radiales d\u2019origine magn\u00e9tique, fournit sous forme de sonagramme le bruit de la machine sur une large plage de vitesse. Cette approche dite hybride \u00ab num\u00e9rique et analytique \u00bb offre l\u2019avantage d\u2019un tr\u00e8s bon compromis temps de calcul \u2013 pr\u00e9cision afin de concevoir des machines peu bruyantes. Enfin une analyse des effets de la saturation de ces machines ainsi qu\u2019une analyse harmonique par produit de convolution sont fournis.<\/p><\/div><\/li><\/ol>2014<\/strong>                        <\/a>

                        1. \"Conception de syst\u00e8mes \u00e9lectriques multidynamiques par optimisation multigranularit\u00e9\"<\/br>Antoine PIERQUIN<\/strong>, Ecole Centrale de Lille, Novembre 2014, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                          Conception de syst\u00e8mes \u00e9lectriques multidynamiques par optimisation
                          \r\nmultigranularit\u00b4e
                          \r\nR\u00e9sum\u00e9: Les travaux de th\u00e8se visent \u00e0 utiliser les mod\u00e8les \u00e9l\u00e9ments finis pour l\u2019optimisation
                          \r\nde systemes multidynamiques. Les mod\u00e8les \u00e9l\u00e9ments finis sont en effet rarement
                          \r\nutilises en optimisation car ils g\u00e9n\u00e9rent des temps de calcul trop importants. Pour r\u00e9duire
                          \r\nle temps global d\u2019optimisation, le temps de simulation du mod\u00e8le lui-m\u00eame peut \u00eatre di-
                          \r\nminu\u00e9, mais le nombre d\u2019\u00e9valuations du mod\u00e8le peut aussi \u00eatre limit\u00e9. Dans cette optique,
                          \r\nles strat\u00e9gies d\u2019optimisation multigranularit\u00e9s sont appliqu\u00e9es, permettant de corriger ou
                          \r\nde cr\u00e9er des mod\u00e8les rapides pour l\u2019optimisation \u00e0 partir de quelques \u00e9valuations d\u2019un
                          \r\nmod\u00e8le initial. Ce mod\u00e8le est un syst\u00e8me multidynamique int\u00e9grant un mod\u00e8le \u00e9l\u00e9ments
                          \r\nfinis. La mod\u00e9lisation d\u2019un tel syst\u00e8me est effectu\u00e9e via la m\u00e9thode de relaxation des
                          \r\nformes d\u2019onde qui permet un couplage efficace en un temps raisonnable. Le temps de calcul
                          \r\nest encore r\u00e9duit par l\u2019application aux mod\u00e8les \u00e9l\u00e9ments finis \u00e9lectromagn\u00e9tiques de
                          \r\nm\u00e9thodes de r\u00e9duction de mod\u00e8le.
                          \r\nLa m\u00e9thode de relaxation des formes d\u2019onde est appliqu\u00e9e \u00e0 la mod\u00e9lisation d\u2019un trans-
                          \r\nformateur. Le transformateur est ensuite optimise par des m\u00e9thodes de space mapping et
                          \r\nde krigeage. La m\u00e9thode de relaxation des formes d\u2019onde permet \u00e9galement le couplage
                          \r\nd\u2019un mod\u00e8le \u00e9lectromagn\u00e9tique non lin\u00e9aire de type \u00e9l\u00e9ments finis avec un redresseur
                          \r\ncommande et un mod\u00e8le thermique \u00e9l\u00e9ments finis.
                          \r\nMots-clefs: methode \u00e9l\u00e9ements finis, r\u00e9duction de mod\u00e8le, couplage multidynamique,
                          \r\noptimisation multigranularit\u00e9, couplage magn\u00e9to-thermique.
                          \r\n
                          \r\nConception of multirate electrical systems by multi-level optimisation
                          \r\nAbstract: These works aim at using finite element models in optimisation of multirate
                          \r\nsystems. Indeed, the finite element models are rarely used in optimisation because their
                          \r\ncomputation time is too high. To reduce the duration of the optimisation process, simulation
                          \r\ntime of the model can be reduced, but the number of evaluations of the model can
                          \r\nalso be limited. In this perspective, multi-level optimisations are applied. They allow to
                          \r\ncorrect or create fast models for the optimisation from a few number of evaluations of
                          \r\nan initial model. The model is a multirate system including a finite element model. The
                          \r\nmodeling of such a system is done by waveform relaxation method which allows an efficient
                          \r\ncoupling in an acceptable computation time. Computation time is further reduced
                          \r\nby applying model order reduction to the finite element models.
                          \r\nThe waveform relaxation method is applied to the modeling of a transformer. Then
                          \r\nthe transformer is optimised by space mapping and kriging techniques. The waveform
                          \r\nrelaxation method also allows the coupling of a finite element type electromagnetic non
                          \r\nlinear model with a rectifier and a finite element thermal model.
                          \r\nKeywords: finite element method, model order reduction, multirate coupling, multilevel
                          \r\noptimisation, magneto-thermal coupling.<\/p><\/div><\/li>

                        2. \"Mod\u00e9lisation num\u00e9rique de la perte d'aimantation d'aimants permanents sous les contraintes magn\u00e9tique et thermique rencontr\u00e9es dans les dispositifs \u00e9lectriques\"<\/br>Radu FRATILA<\/strong>, Universit\u00e9 Lille 1, Mars 2014, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                          Ce travail a pour objectif de d\u00e9velopper un outil num\u00e9rique de mod\u00e9lisation du comportement des aimants permanents tout en tenant compte de la d\u00e9magn\u00e9tisation induite par divers facteurs comme la g\u00e9om\u00e9trie, le champ induit et la temp\u00e9rature. Le mod\u00e8le de d\u00e9magn\u00e9tisation est bas\u00e9 sur une expression analytique (l\u2019\u00e9quation de Marrocco). Il n\u00e9cessite l\u2019identification de quatre param\u00e8tres et l\u2019impl\u00e9mentation des lois polynomiales de variation pour certains d\u2019entre eux afin de prendre en compte la d\u00e9magn\u00e9tisation. Ce mod\u00e8le a \u00e9t\u00e9 impl\u00e9ment\u00e9 dans le code de calcul par \u00e9l\u00e9ments finis code_Carmel. Pour prendre en compte l\u2019influence de la temp\u00e9rature, un cha\u00eenage a \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9 avec un code thermique, SYRTHES. Afin de valider cet outil num\u00e9rique, une maquette exp\u00e9rimentale a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9e. Dans un premier temps, le mod\u00e8le de calcul des pertes par courants induits dans les aimants permanents a \u00e9t\u00e9 valid\u00e9 en utilisant une approche bas\u00e9e sur une proc\u00e9dure de s\u00e9paration des pertes qui combine les r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux \u00e0 ceux calcul\u00e9s. Ensuite, diff\u00e9rentes grandeurs globales et locales issues du mod\u00e8le de d\u00e9magn\u00e9tisation des aimants permanents ont \u00e9t\u00e9 compar\u00e9es aux mesures exp\u00e9rimentales avec une bonne concordance montrant ainsi l\u2019aptitude du mod\u00e8le propos\u00e9 \u00e0 repr\u00e9senter le comportement d\u2019un aimant permanent soumis \u00e0 une \u00e9l\u00e9vation de la temp\u00e9rature et \u00e0 un champ d\u00e9magn\u00e9tisant.
                          \r\n
                          \r\nNumerical modeling of permanent magnet loss under magnetical and thermal constraints encoutered in electrical devices
                          \r\n
                          \r\nThis work aims at developing a numerical tool able to simulate the behavior of permanent magnets while taking into account the demagnetization induced by various factors such as geometry, induced field and temperature. The demagnetization model is based on an analytical expression (the Marrocco equation). It requires the identification of four parameters and the implementation of polynomial variation laws for some of them in order to be able to take into account the demagnetization. This model has been implemented in the finite element calculation code code_Carmel. In order to also take into account the influence of temperature the model was coupled to a thermal calculation code, SYRTHES. To validate this tool, an experimental device has been developed. Initially the permanent magnet eddy current losses model has been validated using a loss balance procedure that combines both experimental and numerical approaches. This validation allows then to provide a good estimation of the temperature rise that appears inside the magnets. Finally the permanent magnet demagnetization model has been validated by comparing different global and local calculated values with measured ones. These results showed a good agreement and demonstrated a good ability of the proposed method to take into account the behavior of demagnetization of permanent magnets under the influence of induced magnetic field and temperature.<\/p><\/div><\/li>

                        3. \"Dimensionnement vibro-acoustique des machines synchrones \u00e0 aimants permanents pour la traction ferroviaire : R\u00e8gles de conception silencieuse\"<\/br>Mathias FAKAM<\/strong>, Ecole Centrale de Lille, Mars 2014, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                          confidentielle<\/p><\/div><\/li><\/ol>2013<\/strong><\/a>

                          1. \"Contribution to finite element analysis of magneto-mechanical and magneto-thermal phenomena\"<\/br>Zifu WANG<\/strong>, Universit\u00e9 Lille 1, D\u00e9cembre 2013, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                            The work presented in this thesis aims to contribute to finite element analysis of weak-
                            \r\ncoupling magneto-mechanical and magneto-thermal phenomena.
                            \r\nIn general, magneto-mechanical and magneto-thermal problems are made up of subprob-
                            \r\nlems of which the physical nature differs. Using weak-coupling strategies, these subproblems
                            \r\ncan be calculated separately using finite element methods, and thus on their own meshes, in
                            \r\norder to ensure precision. To obtain a precise solution for the entire problem, it is crucial
                            \r\nto ensure the transmission of information between the subproblems. In this work, we study
                            \r\nfield projection methods on overlapping domains.
                            \r\nField projection formulations are given for classical L 2 or L 2 spaces, as well as for H(grad),
                            \r\nH(curl) and H(div) in order to obtain increased projection accuracy for the distributional
                            \r\nderivatives. A Petrov-Galerkin method is presented to fill the test space using a bi-orthogonal
                            \r\nbasis, in order to reduce the computation cost of L 2 or L 2 Ritz-Galerkin projections. Practical
                            \r\nimplementation techniques are also discussed in detail with respect to their accuracy, speed
                            \r\nand simplicity of their implementation. Subsequently, with energy-conserving formulations
                            \r\nfor electromagnetic fields, applications of mesh-to-mesh projections are demonstrated. The
                            \r\naccuracy and efficiency of the presented projection methods are given through multi-physics
                            \r\nproblems. The thesis closes with some conclusions and possibilities for future work.
                            \r\n
                            \r\nKeywords: finite element methods, multi-physics, weak-coupling, magneto-mechanical,
                            \r\nmagneto-thermal, Galerkin method, field projection.<\/p><\/div><\/li>

                          2. \"Mod\u00e9lisation et Optimisation d'un G\u00e9n\u00e9rateur Synchrone \u00e0 Double Excitation de Forte Puissance\"<\/br>Aymen AMMAR<\/strong>, Ecole Centrale de Lille, Novembre 2013, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                            R\u00e9sum\u00e9 : Alliant flexibilit\u00e9 de contr\u00f4le et bon rendement, les Machines Synchrone \u00e0 Double Excitation (MSDE) sont de plus en plus investigu\u00e9es pour diverses applications de petites et moyennes puissances mais rarement pour des applications de fortes puissances. Cette th\u00e8se a pour objectif l\u2019\u00e9tude d\u2019un G\u00e9n\u00e9rateur Synchrone \u00e0 Double Excitation (GSDE) de forte puissance. Un mod\u00e8le de comportement a \u00e9t\u00e9 \u00e9tabli. Des m\u00e9thodes analytiques et semi-analytiques ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9es pour la mod\u00e9lisation multi-physique de la machine. Ce mod\u00e8le a \u00e9t\u00e9 valid\u00e9, dans un premier temps, par comparaison aux r\u00e9sultats d\u2019un mod\u00e8le \u00e9l\u00e9ments finis.
                            \r\nCompar\u00e9 \u00e0 un G\u00e9n\u00e9rateur Synchrone \u00e0 P\u00f4les Saillants (GSPS), le GSDE offre des solutions plus int\u00e9ressantes \u00e9nerg\u00e9tiquement et \u00e9conomiquement que ce soit en fonctionnement \u00e0 vitesse constante ou \u00e0 vitesse variable. Dans le cadre d\u2019un fonctionnement en g\u00e9n\u00e9rateur \u00e9olien, l\u2019augmentation du nombre d\u2019encoches par p\u00f4le et par phase et l\u2019augmentation de la fr\u00e9quence d\u2019alimentation contribuent \u00e0 l\u2019am\u00e9lioration des performances du GSDE. Cependant il faudrait tenir compte des impacts sur l\u2019\u00e9lectronique de puissance et le multiplicateur m\u00e9canique. De plus, la distribution de Weibull et le bon choix de la plage utile de variation de la vitesse du vent, jouent un r\u00f4le important sur le dimensionnement optimal du g\u00e9n\u00e9rateur \u00e9olien.
                            \r\nUn prototype de GSDE d\u2019une puissance d\u20191MVA a \u00e9t\u00e9 dimensionn\u00e9, optimis\u00e9 et fabriqu\u00e9. Tout d\u2019abord, le prototype a servi \u00e0 la validation du mod\u00e8le multi-physique. Enfin, la r\u00e9alisation des essais sur deux \u00e9tapes (avant et apr\u00e8s le collage des aimants permanents) a montr\u00e9 l\u2019apport \u00e9nerg\u00e9tique du GSDE par rapport au GSPS.
                            \r\nMots cl\u00e9s : G\u00e9n\u00e9rateur Synchrone, Double Excitation, Mod\u00e9lisation, Optimisation, Dimensionnement, Prototype, G\u00e9n\u00e9rateur Eolien.
                            \r\n
                            \r\nAbstract: The use of Hybrid Excitation Synchronous Machine (HESM) can widely be extended to any size of power applications in regards to its high efficiency and simplicity of flux control. The aim of this thesis consists to analyze different design constraints and develop optimization processes of a Hybrid Excitation Synchronous Generator (HESG).
                            \r\nAnalytical and lumped models were used with reasonable level of accuracy and minimum computation time. The model has been validated by comparing the result to those achieved by FEM. The study shows the technical and economical advantages of the use of HESG compare to the conventional Salient Pole Synchronous Generator (SPSG). The comparison between the two generator topologies was considered for constant and variable speed applications such as wind energy. The influence of several parameters such as frequency and the number of slot per pole and per phase was investigated. For the case of wind energy application the study shows the importance of Weibull distribution and the speed range when
                            \r\nlooking for the optimized generator. In order to validate the multi-physics model, a 1MVA HESG was considered and a prototype produced. To highlight the advantages and performances of HESG generator a test program was carried out into steps. A first set of tests have been made before bounding the permanent magnets and the second set of tests have been made after bounding the permanent magnets.
                            \r\nKey words: Hybrid Excitation, Generator, Modeling, Optimization, Design, Prototype, Wind Turbine.<\/p><\/div><\/li>

                          3. \"D\u00e9veloppement d'un outil d'investigation pour le diagnostic des ph\u00e9nom\u00e8nes hautes fr\u00e9quences dans des c\u00e2bles \u00e9lectriques\"<\/br>Duc Quang NGUYEN<\/strong>, ENSAM, Novembre 2013, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                            D\u00e9veloppement d\u2019un outil d\u2019investigation pour le diagnostic des
                            \r\nph\u00e9nom\u00e8nes hautes fr\u00e9quences dans des c\u00e2bles \u00e9lectriques
                            \r\n
                            \r\nRESUME : Les travaux effectu\u00e9s pendant la th\u00e8se ont principalement port\u00e9 sur la mod\u00e9lisation
                            \r\net le calcul du comportement haute-fr\u00e9quence (HF) des c\u00e2bles \u00e9lectriques. Ces ph\u00e9nom\u00e8nes
                            \r\nphysiques mis en jeu combinent les effets capacitifs et inductifs ainsi que les effets de peau et
                            \r\nde proximit\u00e9. Pour prendre en compte ces effets, nous utilisons une approche bas\u00e9e sur des
                            \r\ncircuits \u00e9quivalents \u00e0 base aux param\u00e8tres lin\u00e9iques qui varient en fonction de la fr\u00e9quence. La
                            \r\nd\u00e9termination des \u00e9l\u00e9ments du sch\u00e9ma \u00e9quivalent a \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9e en r\u00e9solvant des probl\u00e8mes
                            \r\nd\u2019\u00e9lectrostatique et de magn\u00e9toharmonique en utilisant la m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis. Ensuite,
                            \r\nnous avons travaill\u00e9 sur la m\u00e9thode des lignes de transport (TLM) associ\u00e9e \u00e0 une approche
                            \r\nmodale pour d\u00e9terminer les fr\u00e9quences de r\u00e9sonance du syst\u00e8me en tenant compte des
                            \r\ninterconnexions aux extr\u00e9mit\u00e9s du c\u00e2ble. Nous avons mis en \u0153uvre cette m\u00e9thode pour
                            \r\nplusieurs types de c\u00e2ble \u00e9lectrique : bifilaire blind\u00e9, blind\u00e9 de 4 conducteurs, AC triphas\u00e9e et
                            \r\nenfin HVDC. Le comportement HF de ces c\u00e2bles a \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9 en utilisant l\u2019approche
                            \r\nd\u00e9velopp\u00e9e.
                            \r\n
                            \r\nMots cl\u00e9s : c\u00e2ble, haute fr\u00e9quence, m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis, m\u00e9thode des lignes de
                            \r\ntransport, modale, effet de peau, effet de proximit\u00e9, magn\u00e9toharmonique, \u00e9lectrostatique, c\u00e2ble
                            \r\nHVDC.
                            \r\n
                            \r\nDevelopment of an investigative tool for the diagnosis of high frequency
                            \r\nphenomena in power cables.
                            \r\n
                            \r\nABSTRACT : The thesis focuses on the modeling of the behavior of power cables in high
                            \r\nfrequency (HF). Different physical phenomena like inductive and capacitive effects as well as
                            \r\nskin and proximity effects are combined. To account for these phenomena, we use an approach
                            \r\nbased on equivalent circuits with distributed parameters (linear resistances, capacitances and
                            \r\ninductances) which are frequency dependant. The determination of the equivalent circuit
                            \r\nparameters was performed by solving electrostatic and magnetoharmonic problems using the
                            \r\nfinite element method. Then, we apply the Transmission Lines Method (TLM) associated with a
                            \r\nmodal approach to determine the impedance of the cable in function of the frequency taking into
                            \r\naccount the interconnections to the ends of cable. We have implemented the proposed method
                            \r\nand apply it for several types of electric cable: shielded 2 wires, shielded 4 wires, three phases
                            \r\nAC and finally the HVDC cable. The HF behavior of these cables has been studied using the
                            \r\ndeveloped approach.
                            \r\n
                            \r\nKeywords : power cable, high frequency, finite element method, transmission lines method,
                            \r\nmodal, skin effect, proximity effect, magnetoharmonic, electrostatic, HVDC cable.<\/p><\/div><\/li>

                          4. \"(Fran\u00e7ais) Caract\u00e9risation et mod\u00e9lisation HF des mat\u00e9riaux magn\u00e9tiques pour la conception des composants passifs des filtres CEM.\r\n\r\n(Anglais) HF characterization and modeling of magnetic materials for the passive components used in EMI filters.\"<\/br>Carlos CUELLAR<\/strong>, Universit\u00e9 de Lille, Octobre 2013, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                            (Fran\u00e7ais) Les commutations des interrupteurs dans les convertisseurs statiques sont \u00e0 l\u2019origine des principales perturbations faisant l\u2019objet de la compatibilit\u00e9 \u00e9lectromagn\u00e9tique (CEM). La r\u00e9duction de ces perturbations se fait, entre autre, \u00e0 l\u2019aide de filtres CEM qui n\u00e9cessitent l\u2019utilisation de noyaux magn\u00e9tiques. Ces noyaux doivent poss\u00e9der des propri\u00e9t\u00e9s physiques adapt\u00e9es pour assurer le bon fonctionnement du filtre CEM dans la gamme des hautes fr\u00e9quences (HF), et ce, quel que soit les contraintes d\u2019utilisation. Ainsi, dans ce travail, des m\u00e9thodologies et des mod\u00e8les sont d\u00e9velopp\u00e9s afin de dimensionner le filtre CEM dans les conditions r\u00e9elles de fonctionnement.
                            \r\nTout d\u2019abord, le noyau magn\u00e9tique est \u00e9tudi\u00e9 pour de faibles signaux d\u2019excitation en proposant une m\u00e9thode de caract\u00e9risation de la perm\u00e9abilit\u00e9 magn\u00e9tique complexe en HF. Deux mod\u00e8les, l\u2019un analytique et l\u2019autre en circuit \u00e9quivalent, sont d\u00e9velopp\u00e9s. Dans un second temps, le mat\u00e9riau est consid\u00e9r\u00e9 saturable. C\u2019est pourquoi, une approche non-lin\u00e9aire est d\u00e9velopp\u00e9e pour repr\u00e9senter le mat\u00e9riau, avec et sans hyst\u00e9r\u00e9sis, tout en y incluant le comportement capacitif du mat\u00e9riau en HF. De plus, une m\u00e9thode exp\u00e9rimentale, bas\u00e9e sur l\u2019utilisation d\u2019une spire plate, est propos\u00e9e pour caract\u00e9riser l\u2019hyst\u00e9r\u00e9sis magn\u00e9tique.
                            \r\nEnfin, une am\u00e9lioration de la m\u00e9thode d\u2019injection de courant est propos\u00e9e, notamment par l\u2019utilisation de nouvelles sondes, pour caract\u00e9riser l\u2019imp\u00e9dance d\u2019entr\u00e9e d\u2019un convertisseur. Cette imp\u00e9dance, combin\u00e9e avec les mod\u00e8les pr\u00e9c\u00e9dents de mat\u00e9riaux, sont utilis\u00e9e pour d\u00e9terminer la perte d\u2019insertion d\u2019un filtre CEM. Les r\u00e9sultats de simulations sont valid\u00e9s par la mesure exp\u00e9rimentale.
                            \r\n
                            \r\n(Anglais) The switching semiconductor devices in static-converters are the main source of electromagnetic interference (EMI). Reduction of these emissions can be achieved by different techniques including the use of EMI filters which design requires the use of magnetic cores. These must have adequate physical properties allowing the EMI filter to fulfill its task within a specified frequency range whatever the operating conditions (saturation, temperature\u2026). Therefore, in the present work, some methodologies and models are developed in order to be able to design the EMI filter within its real conditions of operation.
                            \r\nFirst, the magnetic core is considered in small-signal conditions and a method is proposed to measure the complex magnetic permeability in high frequency (HF). Two models, analytical and lumped-circuit network, are developed to account for the HF characteristics. In a second step, the material is considered saturable as the EMI filter can be subjected to more important currents, leading to the modification of its main characteristics. Then, a non-linear modeling approach, with and without hysteresis effect, including a material capacitance is considered for modeling the magnetic core. Additionally, a technique is proposed to characterize in HF the magnetic hysteresis loop from a single turn flat coil configuration.
                            \r\nFinally, an improved current injection method, with new designed current probes, is used to characterize the input impedance of a converter. The impedance, combined with the developed small-signal and high-signal material models, is used to predict the insertion loss of an EMI filter. Simulation results are validated by the experiment.<\/p><\/div><\/li><\/ol>2012<\/strong>                            <\/a>

                            1. \"Approches multi‐niveaux pour la conception syst\u00e9mique optimale des cha\u00eenes de traction ferroviaire\"<\/br>Adrian Augustin POP<\/strong>, CLUJ-NAPOCA (EC LILLE), D\u00e9cembre 2012, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                              Approches multi\u2010niveaux pour la conception syst\u00e9mique optimale des cha\u00eenes de traction
                              \r\nferroviaire
                              \r\n
                              \r\nDans le contexte actuel de mondialisation des march\u00e9s, le processus classique de conception par essais et erreurs,
                              \r\ntraditionnellement employ\u00e9 par les ing\u00e9nieurs, n\u02b9est plus capable de r\u00e9pondre aux exigences de plus en plus accrues en
                              \r\ntermes de d\u00e9lais tr\u00e8s courts, r\u00e9duction des co\u00fbts de production, etc. L\u02b9outil d\u02b9optimisation propose une r\u00e9ponse \u00e0 ces
                              \r\nquestions, en accompagnant les ing\u00e9nieurs dans la t\u00e2che de conception optimale.
                              \r\nL\u02b9objectif de cette th\u00e8se est centr\u00e9 sur la conception optimale des syst\u00e8mes complexes. Deux approches d\u02b9optimisation
                              \r\nsont abord\u00e9es dans ce travail: l\u02b9optimisation par mod\u00e8les de substitution et la conception optimale bas\u00e9e sur la
                              \r\nd\u00e9composition des syst\u00e8mes complexes.
                              \r\nL\u02b9utilisation de la conception assist\u00e9e par ordinateur (CAO) est devenue une pratique r\u00e9guli\u00e8re dans l\u2019industrie. La
                              \r\nd\u00e9marche d\u02b9optimisation bas\u00e9e sur mod\u00e8les de substitution est destin\u00e9e \u00e0 r\u00e9pondre \u00e0 l\u02b9optimisation des dispositifs avec ce
                              \r\ngenre de mod\u00e8les co\u00fbteux de simulation, tels que les \u00e9l\u00e9ments finis (EF) en \u00e9lectromagn\u00e9tisme. L\u02b9optimisation multi\u2010objectif
                              \r\nse pr\u00e9sente comme un outil d\u02b9aide \u00e0 la d\u00e9cision, en aidant le concepteur \u00e0 prendre une d\u00e9cision \u00e9clair\u00e9e. Le calcul distribu\u00e9
                              \r\nest utilis\u00e9 pour r\u00e9duire le temps global du processus d\u02b9optimisation.
                              \r\nLes syst\u00e8mes d\u02b9ing\u00e9nierie tels que les cha\u00eenes de traction ferroviaires sont trop complexes pour \u00eatre trait\u00e9s comme un
                              \r\ntout. Les strat\u00e9gies d\u02b9optimisation bas\u00e9es sur la d\u00e9composition cherchent \u00e0 r\u00e9pondre \u00e0 la conception optimale de ces
                              \r\nsyst\u00e8mes. Les approches de d\u00e9composition par mod\u00e8le, discipline ou objet visent \u00e0 distribuer la charge de calcul. Des
                              \r\nstrat\u00e9gies de coordination multi\u2010niveaux sont utilis\u00e9es pour g\u00e9rer le processus d\u02b9optimisation. Ces approches permettent \u00e0
                              \r\nchaque \u00e9quipe de sp\u00e9cialistes de travailler sur leur expertise de fa\u00e7on autonome. Les techniques d\u02b9optimisation \u00e0 base de
                              \r\nmod\u00e8les de substitution peuvent \u00eatre int\u00e9gr\u00e9es dans les strat\u00e9gies d\u2019optimisation\u00a0\u00a0multi\u2010niveaux, all\u00e9geant ainsi la charge de
                              \r\ncalcul.
                              \r\nLes approches d\u02b9optimisation d\u00e9velopp\u00e9es au sein de ce travail sont appliqu\u00e9es pour r\u00e9soudre plusieurs probl\u00e8mes
                              \r\nd\u02b9optimisation \u00e9lectromagn\u00e9tiques, ainsi que la conception optimale d\u2019un syst\u00e8me de traction ferroviaire de la Soci\u00e9t\u00e9
                              \r\nAlstom.
                              \r\n
                              \r\nMots\u2010cl\u00e9s : \u2010 Conception optimale des syst\u00e8mes \u00e9lectromagn\u00e9tiques
                              \r\n\u2010 Optimisation par mod\u00e8les de substitution
                              \r\n\u2010 Conception optimale de syst\u00e8mes bas\u00e9e sur d\u00e9composition
                              \r\n\u2010 Optimisation multi\u2010niveaux
                              \r\n\u2010 Cha\u00eene de traction ferroviaire
                              \r\n
                              \r\nMulti\u2010level approaches for optimal system design in railway applications
                              \r\n
                              \r\nWithin a globalized market context, the classical trial\u2010and\u2010error design process traditionally employed by engineers is no
                              \r\nlonger capable of answering to the ever\u2010growing demands in terms of short deadlines, reduced production costs, etc. The
                              \r\noptimization tool presents itself as an answer to these issues, accompanying the engineers in the optimal design task.
                              \r\nThe focus of this thesis is centered on the optimal design of complex systems. Two main optimization approaches are
                              \r\naddressed in this work: the metamodel\u2010based design optimization approach and the decomposition\u2010based complex systems
                              \r\noptimal design.
                              \r\nThe use of computer\u2010aided design\/engineering (CAD\/CAE) software has become a regular practice in the engineering
                              \r\ndesign process. The metamodel\u2010based optimization approach is intended to address the optimization of devices represented
                              \r\nby such computational expensive simulation models, as the finite element analysis (FEA) in electromagnetics. The multi\u2010
                              \r\nobjective optimization stands as a decision\u2010making support tool, helping the design engineer make an informed decision.
                              \r\nThe distributed computation is employed to reduce the overall time of the optimization process.
                              \r\nEngineering systems such as railway traction systems are too complex to be addressed as a whole. The decomposition\u2010
                              \r\nbased optimization strategies are intended to address the optimal design of such systems. Model, discipline or object\u2010based
                              \r\ndecomposition approaches intend to distribute the computational burden across the system. Multi\u2010level coordination
                              \r\nstrategies are used to manage the optimization process. Each team of specialists can work independently at the object of their
                              \r\nexpertise. The metamodel\u2010based optimization techniques can be integrated within the multi\u2010level decomposition\u2010based
                              \r\nstrategies, reducing the computational burden.
                              \r\nThe optimization approaches developed in this work are applied for solving several electromagnetic optimization
                              \r\nproblems and a railway traction system optimal design problem of the Alstom Company.
                              \r\n
                              \r\nKeywords:
                              \r\n \u2010 Optimal design of electromagnetic devices
                              \r\n\u2010 Metamodel\u2010based optimization
                              \r\n\u2010 Decomposition\u2010based complex systems optimal design
                              \r\n\u2010 Multi\u2010level optimization
                              \r\n\u2010 Railway traction system<\/p><\/div><\/li>

                            2. \"Conception optimale et multi-physique de composants passifs pour le sous-syst\u00e8me auxiliaire ferroviaire\"<\/br>Mathieu ROSSI<\/strong>, EC LILLE, D\u00e9cembre 2012, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                              CONCEPTION OPTIMALE ET MULTI-PHYSIQUE DE COMPOSANTS
                              \r\nPASSIFS DE PUISSANCE EXPLOITES DANS LE DOMAINE
                              \r\nFERROVIAIRE
                              \r\n
                              \r\nLa tendance actuelle des \u00e9quipements \u00e9lectriques ferroviaires est une concentration de mat\u00e9riels
                              \r\ndans des volumes de plus en plus faibles et pour des puissances de plus en plus \u00e9lev\u00e9es. Ce progr\u00e8s
                              \r\nest permis par des composants \u00e0 fort rendement (IGBT) qui ont la caract\u00e9ristique de g\u00e9n\u00e9rer des
                              \r\npertes harmoniques importantes dans les composants magn\u00e9tiques, provoquant du bruit \u00e0 forte
                              \r\ncomposante tonale. En cons\u00e9quence, les cahiers des charges deviennent de plus en plus drastiques et
                              \r\naugmente la difficult\u00e9 de conception optimale des transformateurs et inductances. C\u2019est pourquoi il
                              \r\nest n\u00e9cessaire de d\u00e9velopper des mod\u00e8les multi-physiques afin d\u2019int\u00e9grer les diff\u00e9rents ph\u00e9nom\u00e8nes
                              \r\ntels que la thermique, le bruit ou les effets de la PWM. Cette th\u00e8se porte plus pr\u00e9cis\u00e9ment sur le
                              \r\ndimensionnement optimal des transformateurs et inductances pr\u00e9sent dans les convertisseurs
                              \r\nauxiliaires ferroviaires. L\u2019int\u00e9r\u00eat de la mise en place d\u2019une boucle d\u2019optimisation sur un mod\u00e8le multiphysique
                              \r\nest montr\u00e9.
                              \r\nPour cela il est important de d\u00e9velopper des mod\u00e8les poss\u00e9dant un bon compromis entre le temps de
                              \r\ncalcul et la pr\u00e9cision. Dans cette th\u00e8se, seule les composants magn\u00e9tiques refroidis par une ventilation
                              \r\nforc\u00e9e sont \u00e9tudi\u00e9s. Un mod\u00e8le thermique 3D semi-analytique coupl\u00e9 avec un mod\u00e8le
                              \r\n\u00e9lectromagn\u00e9tique est utilis\u00e9. Le choix de l\u2019optimiseur s\u2019est port\u00e9 sur l\u2019algorithme NSGA-II
                              \r\npermettant d\u2019effectuer des optimisations multi-objectifs (poids et pertes) en incluant des contraintes
                              \r\nthermiques. Pour finir une \u00e9tude de sensibilit\u00e9 est effectu\u00e9e gr\u00e2ce \u00e0 une m\u00e9thode de plan d\u2019exp\u00e9rience
                              \r\nafin de juger de la robustesse des solutions optimales.
                              \r\n
                              \r\nMots cl\u00e9s : Conception optimale, Optimisation, Thermique, Multi-physique, Transformateur, Inductance,
                              \r\nFerroviaire.
                              \r\n
                              \r\nOPTIMAL AND MULTI-PHYSIC DESIGN OF INDUCTORS \u2013
                              \r\nTRANSFORMER ASSOCIATED TO RAILWAY APPLICATION.
                              \r\n
                              \r\nNowadays, power converters in railway domain are more and more compact and powerful. This
                              \r\nprogress is due to the use of fast efficient components, working at high frequency like IGBT. But this
                              \r\nevolution generates many harmonic losses in different components as inductors or transformers, and
                              \r\ncomplicates their design. In addition, for the design stage, acoustics comfort is an increasingly
                              \r\nimportant factor. Hence, it is necessary to develop multi-physic models in order to integrate different
                              \r\nphenomena as the PWM effects, the temperature, and the noise. These models are coupled to an
                              \r\noptimization tool in order to define the design rules of passive components: inductors or transformers
                              \r\ncoupled with inductor for the railway application
                              \r\nIt\u2019s necessary to develop fast models with a good compromise between the accuracy and field
                              \r\ncalculations. In this thesis, only transformers and inductors with an air forced cooling are studied. A
                              \r\n3D thermal model based on a nodal network linked to electromagnetic model is used. In order to
                              \r\noptimize this structure, NSGA-II algorithm is chosen. Some global optimizations, with respect to
                              \r\nseveral objectives (weight and losses), including thermal constraint are finally presented.
                              \r\nExperimental design method is applied to know how these response functions behave in the
                              \r\nneighborhood of the optimal point.
                              \r\n
                              \r\nKeywords: Optimal design, Optimization, Thermal phenomena, multi-physic models, transformer,
                              \r\ninductor, railway domain.<\/p><\/div><\/li>

                            3. \"CONTRIBUTION A LA PRISE EN COMPTE DES PERTES FER DANS LA MODELISATION DES MACHINES ELECTRIQUES PAR ELEMENTS FINIS\"<\/br>Mircea FRATILA<\/strong>, Lille, D\u00e9cembre 2012, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                              R\u00e9sum\u00e9
                              \r\nLa prise en compte des pertes fer dans les machines \u00e9lectriques est une \u00e9tape cruciale lors du processus de conception. L\u2019objectif de ce travail a donc \u00e9t\u00e9 de valider l\u2019impl\u00e9mentation d\u2019un mod\u00e8le de pertes fer tout en effectuant une mod\u00e9lisation pr\u00e9cise des machines \u00e9lectriques \u00e9tudi\u00e9es. Le choix s\u2019est port\u00e9 sur l\u2019utilisation de mod\u00e8les de calcul des pertes en post-traitement d\u2019un code par \u00e9l\u00e9ments finis. Ainsi, diff\u00e9rents mod\u00e8les analytiques ont \u00e9t\u00e9 compar\u00e9s en r\u00e9gime sinuso\u00efdal et non sinuso\u00efdal (sans cycles mineurs) en termes de pr\u00e9cision, afin de choisir le plus adapt\u00e9 pour une implantation dans code_Carmel. Par ailleurs, nous avons montr\u00e9 que la prise en compte des cycles mineurs peut \u00eatre am\u00e9lior\u00e9e en rempla\u00e7ant le terme classique de Steinmetz par un mod\u00e8le d\u2019hyst\u00e9r\u00e9sis ou par un mod\u00e8le analytique adapt\u00e9. L\u2019impl\u00e9mentation et la pr\u00e9cision du mod\u00e8le analytique ont \u00e9t\u00e9 \u00e9valu\u00e9es d\u2019abord sur des syst\u00e8mes simples puis sur plusieurs machines tournantes. La comparaison des r\u00e9sultats simul\u00e9s avec les mesures issues des essais \u00e0 vide montre une bonne concordance et d\u00e9montre la capacit\u00e9 du mod\u00e8le \u00e0 estimer les pertes fer avec une bonne pr\u00e9cision pour une large gamme de machines \u00e9lectriques et pour les deux types d\u2019alimentations utilis\u00e9s (sinuso\u00efdale et MLI).
                              \r\n
                              \r\n Mots-cles : pertes fer, hyst\u00e9r\u00e9sis, mod\u00e8le analytique, machines \u00e9lectriques, m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis, validation exp\u00e9rimentale.<\/p><\/div><\/li>

                            4. \"Machines \u00e9lectriques int\u00e9gr\u00e9es \u00e0 des h\u00e9lices marines : contribution \u00e0 une mod\u00e9lisation et conception multi-physique\"<\/br>Laurent DROUEN<\/strong>, A&MParisTech, IRENav\/ L2EP, D\u00e9cembre 2012, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                              MACHINES ELECTRIQUES INTEGREES A DES HELICES MARINES
                              \r\nCONTRIBUTION A UNE MODELISATION ET CONCEPTION MULTI-PHYSIQUE
                              \r\nRESUME : L\u2019objet des pr\u00e9sents travaux est d\u2019\u00e9tudier, \u00e0 la lumi\u00e8re d\u2019une mod\u00e9lisation multiphysique,
                              \r\nune association h\u00e9lice \/ machine \u00e9lectrique innovante o\u00f9 la machine synchrone \u00e0
                              \r\naimants permanents et \u00e0 flux radial est d\u00e9port\u00e9e en p\u00e9riph\u00e9rie d\u2019h\u00e9lice. Cette technologie dite
                              \r\n\u00ab Rim Driven \u00bb est envisag\u00e9e pour la propulsion comme pour la r\u00e9cup\u00e9ration de l\u2019\u00e9nergie
                              \r\ncin\u00e9tique des courants. Dans la continuit\u00e9 d\u2019une \u00e9tude bibliographique exhaustive, il nous
                              \r\napparait essentiel de chercher \u00e0 cerner plus finement les sp\u00e9cificit\u00e9s et les domaines
                              \r\nd\u2019application potentiels de telles structures. Un outil analytique de pr\u00e9 dimensionnement
                              \r\nsyst\u00e9matique robuste, rapide et de bonne pr\u00e9cision est ainsi d\u00e9velopp\u00e9. Une approche multiphysique
                              \r\nest privil\u00e9gi\u00e9e afin d\u2019englober l\u2019ensemble des ph\u00e9nom\u00e8nes susceptibles d\u2019influencer
                              \r\nles performances globales du syst\u00e8me. Elle fait intervenir des mod\u00e8les d\u2019ordre
                              \r\n\u00e9lectromagn\u00e9tique, thermique et hydrodynamique. Certains sont sp\u00e9cifiquement
                              \r\nd\u00e9velopp\u00e9s pour la structure Rim Driven qui pr\u00e9sente quelques particularit\u00e9s int\u00e9ressantes telles
                              \r\nqu\u2019une longueur axiale courte ou un entrefer \u00e9pais et immerg\u00e9. Les hypoth\u00e8ses conditionnant
                              \r\nleur validit\u00e9 sont par ailleurs discut\u00e9es. Plusieurs cahiers des charges sont ensuite \u00e9tudi\u00e9s : les
                              \r\nperformances et conditions de fonctionnement pour ces diff\u00e9rentes applications sont mises en
                              \r\n\u00e9vidence et analys\u00e9es. La structure Rim Driven est par ailleurs compar\u00e9e \u00e0 une structure de
                              \r\nr\u00e9f\u00e9rence en nacelle de type POD. Finalement, c\u2019est l\u2019id\u00e9e m\u00eame d\u2019un mod\u00e8le multi-physique
                              \r\ncoupl\u00e9 qui est analys\u00e9e et pour laquelle nous cherchons \u00e0 appr\u00e9hender la pertinence par
                              \r\nrapport \u00e0 une approche s\u00e9quentielle plus classique. Les r\u00e9sultats obtenus r\u00e9v\u00e8lent que, dans un
                              \r\ncertain nombre de cas, une telle approche peut \u00eatre pertinente. En dernier lieu, la conception et
                              \r\nla fabrication d\u2019une petite maquette d\u00e9velopp\u00e9e en parall\u00e8le de la pr\u00e9sente \u00e9tude est d\u00e9crite
                              \r\ndans la perspective d\u2019essais en bassin au cours de l\u2019ann\u00e9e 2011.
                              \r\nMots cl\u00e9s : h\u00e9lice, propulsion, hydroliennes, machine \u00e0 aimants permanents, entra\u00eenement
                              \r\np\u00e9riph\u00e9rique, mod\u00e8le analytique, approche multi-physique.
                              \r\nELECTRICAL MACHINES FITTED TO A MARINE PROPELLER OR TURBINE
                              \r\nCONTRIBUTION TO A MODELING AND MULTIPHYSIC DESIGN
                              \r\nABSTRACT : The present works aim at studying, within the frame of a multi-physical modeling,
                              \r\nan innovative system where the blades of a propeller or a marine turbine are rim driven by a
                              \r\nsynchronous permanent magnet and radial flux electrical machine. Both applications are
                              \r\nconsidered : a propeller for naval propulsion and a turbine for the extraction of currents kinetic
                              \r\nenergy. After an extensive bibliographic analysis, it is considered necessary to investigate more
                              \r\nin details the specificities and potential application areas of theses structures. A robust, fast and
                              \r\nfairly precise analytical tool for the systematic pre dimensioning of these systems is thus put in
                              \r\nplace. The model is of mutiphysic order such that most of the phenomenons that potentially have
                              \r\nan impact on the performances of the system are considered. The models are of different
                              \r\nnatures : electromagnetic, thermal and hydrodynamical. Some of them are specifically built in
                              \r\norder to take into account some of the studied structure specificities : a short axial length or a
                              \r\nlarge immersed gap. The conditions of validity of these models are discussed. Several sets of
                              \r\nspecification are then considererd : the performances and working conditions are calculated and
                              \r\nanalysed. In parallel, the rim driven system is compared to a more traditionnal POD structure.
                              \r\nThe principle of a multiphysic approach is also analysed in order to understand the real interest
                              \r\nof such an approach compared to a more traditional sequential one. Some of the results show
                              \r\nthat this tool may be of real relevance. Finally, the design and manufacture of a small prototype
                              \r\nare described. They will be followed by a program of tests that is scheduled for 2011.
                              \r\nKeywords : propeller, marine turbine, permanent magnet machines, rim driven, analytical
                              \r\nmodel, multiphysic approach.<\/p><\/div><\/li>

                            5. \"Mod\u00e9lisation multi-physique par mod\u00e8les \u00e0 constantes localis\u00e9es. Application \u00e0 une machine synchrone \u00e0 aimants permanents en vue de son dimensionnement\"<\/br>Nicolas BRACIKOWSKI<\/strong>, EC LILLE, Novembre 2012, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                              R\u00e9sum\u00e9 : Afin de d\u00e9finir une conception optimale d\u2019un syst\u00e8me \u00e9lectrom\u00e9canique, celui-ci doit int\u00e9grer des contraintes toujours plus drastiques et de nombreux ph\u00e9nom\u00e8nes physiques issus de : l\u2019\u00e9lectromagn\u00e9tique, l\u2019a\u00e9rothermique, l\u2019\u00e9lectronique, la m\u00e9canique et l\u2019acoustique. L\u2019originalit\u00e9 de cette th\u00e8se est de proposer une mod\u00e9lisation multi-physique pour la conception reposant sur des mod\u00e8les \u00e0 constantes localis\u00e9es : solution interm\u00e9diaire entre la mod\u00e9lisation analytique et num\u00e9rique. Ces diff\u00e9rents mod\u00e8les permettront l\u2019\u00e9tude et la conception sous contraintes d\u2019une machine synchrone \u00e0 aimants permanents d\u00e9di\u00e9e pour la traction ferroviaire. Les r\u00e9sultats de simulations seront compar\u00e9s \u00e0 des r\u00e9sultats \u00e9l\u00e9ments finis mais aussi \u00e0 des essais exp\u00e9rimentaux. Ce mod\u00e8le multi-physique est enti\u00e8rement param\u00e9tr\u00e9 afin d\u2019\u00eatre associ\u00e9 \u00e0 des outils d\u2019optimisation. On utilisera ici une optimisation par essaim de particules pour chercher des compromis entre diff\u00e9rents objectifs sous forme de Front de Pareto. Dans ce papier, nous ciblerons les objectifs suivants : le couple d\u2019origine \u00e9lectromagn\u00e9tique et le bruit d\u2019origine \u00e9lectromagn\u00e9tique. Finalement une \u00e9tude de sensibilit\u00e9 valide la robustesse de la conception retenue quand celle-ci est soumise aux contraintes de fabrication. L\u2019objectif \u00e9tant de poser les bases d\u2019un outil d\u2019aide \u00e0 la d\u00e9cision pour le choix d\u2019une machine \u00e9lectrique:
                              \r\n
                              \r\nMots-clefs : Machine synchrone \u00e0 aimants en surface, mod\u00e8le \u00e0 constantes localis\u00e9es, mod\u00e8le multi-physique, bruit d\u2019origine \u00e9lectromagn\u00e9tique, couple d\u2019origine \u00e9lectromagn\u00e9tique, optimisation multi-objectif, algorithme par essaim de particules, \u00e9tudes de sensibilit\u00e9.
                              \r\n
                              \r\nAbstract : In order to perform an optimal design of electromechanical system, the designer must take into account ever more stringent constraints and many physical phenomena from electric, magnetic, aeraulic, thermic, electronic, mechanic and acoustic. The originality of this thesis is to put forward a multi-physic design based on lumped models: halfway between analytical and numerical modeling. These models allow sizing a permanent magnet synchronous machine under constraints for rail traction. The results are validated with finite element simulations and experimental analysis. The multi-physic modeling is fully automated, parameterized, in order to combine the model with the optimization tool. We used here particle swarm optimization to search compromises between several objectives (Pareto Front). In this paper, we focus on electromagnetic torque and electromagnetic noise. Finally a sensitive study validates the robustness of selected design when it is subjected to manufacturing constraints. The aim of this work is to propose a decision tool to size electrical machines
                              \r\n
                              \r\nKey words: Magnet synchronous machine surface model, lumped model, multi-physical model, electromagnetic noise, electromagnetic torque, multi-objective optimization, particle swarm algorithm, sensitive studies.<\/p><\/div><\/li>

                            6. \"Estimateurs d\u2019erreur a posteriori r\u00e9siduels en \u00e9l\u00e9ments finis pour la r\u00e9solution de probl\u00e8mes d'\u00e9lectromagn\u00e9tisme en formulations potentielles\"<\/br>Zuqi TANG<\/strong>, Universit\u00e9 Lille 1, Novembre 2012, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                              R\u00e9sum\u00e9
                              \r\nCe travail s\u2019int\u00e9resse \u00e0 la r\u00e9solution num\u00e9rique par \u00e9l\u00e9ments finis des \u00e9quations de Maxwell en r\u00e9gime quasi-stationnaire et en formulations potentielles. L\u2019objectif poursuivi consiste \u00e0 d\u00e9velopper des estimateurs d\u2019erreur a posteriori r\u00e9siduels, afin de contr\u00f4ler l\u2019erreur de discr\u00e9tisation spatiale, dans le cadre d\u2019applications en r\u00e9gime statique ou en r\u00e9gime dynamique harmonique.La premi\u00e8re partie de cette th\u00e8se est compos\u00e9e de deux chapitres. Le premier est consacr\u00e9 \u00e0 la mod\u00e9lisation des ph\u00e9nom\u00e8nes physiques \u00e9tudi\u00e9s et \u00e0 l\u2019obtention des \u00e9quations math\u00e9matiques en r\u00e9sultant. Dans le second, on pr\u00e9sente les estimateurs a posteriori et leur int\u00e9r\u00eat dans le cadre de la mise en oeuvre de la m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis. On d\u00e9taille notamment les notions de fiablit\u00e9 et d\u2019efficacit\u00e9 d\u2019un estimateur. La deuxi\u00e8me partie se d\u00e9compose en trois chapitres. Le premier d\u00e9veloppe l\u2019estimateur a posteriori dans le cas de la magn\u00e9tostatique en formulation potentielle vecteur A. Les outils math\u00e9matiques n\u00e9cessaires \u00e0 l\u2019\u00e9tude sont en particulier d\u00e9taill\u00e9s. L\u2019estimateur obtenu est alors valid\u00e9 sur quelques cas tests acad\u00e9miques. Le deuxi\u00e8me traite de l\u2019estimateur a posteriori pour la formulation magn\u00e9todynamique en potentiel A\/\u03c6 en r\u00e9gime harmonique. Un soin particulier est apport\u00e9 pour g\u00e9n\u00e9rer une d\u00e9composition de Helmholtz ad hoc permettant d\u2019obtenir la fiabilit\u00e9 de l\u2019estimateur. Plusieurs configurations sont trait\u00e9es en fonction de la position du domaine conducteur dans le domaine de calcul et des conditions aux limites associ\u00e9es. Un test num\u00e9rique est ensuite effectu\u00e9. Le troisi\u00e8me chapitre est consacr\u00e9 \u00e0 l\u2019estimateur d\u2019erreur a posteriori pour la formulation T\/\u03a9 en r\u00e9gime harmonique pour le probl\u00e8me de la magn\u00e9todynamique, en supposant le domaine conducteur simplement connexe. Similairement \u00e0 la formulation A\/\u03c6, une d\u00e9composition de Helmholtz est d\u00e9velopp\u00e9e pour \u00e9tablir la fiabilit\u00e9. Une validation num\u00e9rique est propos\u00e9e. Enfin, la troisi\u00e8me partie pr\u00e9sente une batterie de tests num\u00e9riques applicatifs et industriels permettant de tester les estimateurs d\u00e9velopp\u00e9s dans des conditions r\u00e9elles. Celle-ci se termine notamment par une application de EDF R&D ayant pour objet le contr\u00f4le non destructif par courant de Foucault de tubes g\u00e9n\u00e9rateurs de vapeur.
                              \r\n
                              \r\nabstract
                              \r\nWe are interested in resolving the Maxwell equations in the case of quasi-stationary and potential formulations when the finite element method is used. The aim of this work is to develop residual-based a posteriori estimators to control the spatial discretization error in magnetostatic and magnetodynamic problems. The first part is decomposed in two chapters. In the first one, the modeling of the physical phenomena involved are proposed and the mathematical equations are derived. Then, in the second one, the definition of the a posteriori estimators and their interest are presented in the context of the finite element method. The particular notions of reliability and efficiency of an estimator are presented. The second part can be decomposed into three chapters. In the first one, a residualbased a posteriori estimator for the vector potential formulation A in the case of magnetostatic problems is developed. Some necessary mathematical tools for the study are particularly detailed. The estimator is then validated by some academic tests. In the second chapter, a residual-based a posteriori estimator for the A\/\u03c6 magnetodynamic harmonic formulation is developed. An ad-hoc Helmholtz decomposition is derived to obtain the reliability of the estimator. Several configurations are considered according to the position of the conductor domain in the computational domain as well as boundary conditions used. A numerical test is then performed. In the third chapter, a residual-based a posteriori estimator is derived for the T\/\u03a9 magnetodynamic harmonic formulation, when the conductor domain is simply connected. Similarly to the A\/\u03c6 formulation, an ad-hoc Helmholtz decomposition is developed to establish the reliability. A numerical validation is proposed.Finally, in the third part, a set of numerical experiments and industrial applications are presented to evaluate our estimators. It ends with a particular application of EDF R&D focusing on the eddy current non-destructive evaluation of steam generator tubes.<\/p><\/div><\/li>

                            7. \"Vers une conception optimale des cha\u00eenes de traction ferroviaire\"<\/br>Martin CANTEGREL<\/strong>, EC LILLE, Octobre 2012, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                              R\u00e9sum\u00e9
                              \r\nCette th\u00e8se aborde la conception optimale des cha\u00eenes de traction par l'exemple d'une cha\u00eene de traction pour m\u00e9tro. Les donn\u00e9es d'entr\u00e9e de la conception d'une cha\u00eene de traction sont la performance attendue et l'encombrement des \u00e9quipements n\u00e9cessaires. Pour aider le concepteur, l'outil informatique donne aujourd'hui la possibilit\u00e9 de construire une grande vari\u00e9t\u00e9 de mod\u00e8les. D'autre part, les algorithmes d'optimisation permettent de trouver les configurations optimales. Ces possibilit\u00e9s ont \u00e9t\u00e9 exploit\u00e9es au cours de ce travail. Les mod\u00e8les d\u00e9velopp\u00e9s permettent d'estimer un large nombre de crit\u00e8res. A travers l'exemple de ces mod\u00e8les, la m\u00e9thode de conception suivie est d\u00e9taill\u00e9e dans le rapport. D'un point de vue technique, la cha\u00eene de traction propos\u00e9e est d\u00e9taill\u00e9e dans le dernier chapitre
                              \r\n
                              \r\nabstract
                              \r\nThis thesis deals with the optimal design of electric drivetrains. A drivetrain for metro is taken as an example. The input data for the design are the expected performance and the size of the required equipments.To assist the designer, the computing tool now gives the opportunity to build different sort of models. In addition, optimization algorithms allow finding optimal configurations. This work is an attempt to exploit these possibilities. The design models are used to value a large number of criteria. Through the example of these models, the design method followed is detailed in the document. From a technical point of view, the proposed drivetrain is detailed in the last chapter<\/p><\/div><\/li>

                            8. \"Approches multi‐niveaux pour la conception syst\u00e9mique optimale des cha\u00eenes de traction ferroviaire\"<\/br>Alexandru Claudiu BERBECEA<\/strong>, EC LILLE, Octobre 2012<\/li>
                            9. \"Mod\u00e9lisation stochastique de la variabilit\u00e9 des propri\u00e9t\u00e9s magn\u00e9tiques des mat\u00e9riaux ferromagn\u00e9tiques:application sur des stators de machines \u00e9lectriques\"<\/br>Rindra RAMAROTAFIKA<\/strong>, A&M ParisTech, Septembre 2012<\/li>
                            10. \"Eco-conception d\u2019une chaine de traction ferroviaire\"<\/br>Ramzi BEN AYED<\/strong>, EC LILLE, Juin 2012<\/li>
                            11. \"Propagation d’incertitudes dans les mod\u00e8les \u00e9l\u00e9ments finis en \u00e9lectromagn\u00e9tisme-\r\nApplication au contr\u00f4le non destructif par courants de Foucault\r\n\"<\/br>Karim BEDDEK<\/strong>, A&MParisTech, Juin 2012<\/li>
                            12. \"Contribution \u00e0 la mod\u00e9lisation de tests de diagnostic de courts-circuits entre t\u00f4les dans les stators de turboalternateurs\"<\/br>Juliana-Luisa M\u00dcLLER<\/strong>, Co-tutelle Universit\u00e9 des Sciences et Technologies de Lille, Universit\u00e9 F\u00e9d\u00e9rale de Santa Catarina, Br\u00e9sil, Mai 2012<\/li>
                            13. \"R\u00e9solution num\u00e9rique en \u00e9lectromagn\u00e9tisme statique de probl\u00e8mes aux incertitudes g\u00e9om\u00e9triques par la m\u00e9thode de transformation : Application aux machines \u00e9lectriques\"<\/br>D MAC<\/strong>, A&M ParisTech, Mars 2012<\/li><\/ol>2011<\/strong><\/a>
                              1. \"Contribution \u00e0 la d\u00e9tection de d\u00e9fauts dans les rotors des turboalternateurs\"<\/br>Bruno TANNO-IAMAMURA<\/strong>, Co tutelle Universit\u00e9 des Sciences et Technologies de Lille, Universit\u00e9 F\u00e9d\u00e9rale de Santa Catarina, Br\u00e9sil, D\u00e9cembre 2011<\/li>
                              2. \"Conception Optimale d\u2019un Moteur Lin\u00e9aire \u00e0 Induction pour le Syst\u00e8me de Traction Ferroviaire\"<\/br>Jinlin GONG<\/strong>, EC LILLE, Octobre 2011<\/li>
                              3. \"Conception optimale des moteurs \u00e0 r\u00e9luctance variable \u00e0 commutation \u00e9lectronique pour la traction des v\u00e9hicules \u00e9lectriques l\u00e9gers \"<\/br>Dan ILEA<\/strong>, CLUJ-NAPOCA (EC LILLE), Mars 2011<\/li>
                              4. \"Contribution \u00e0 la mod\u00e9lisation des syst\u00e8mes \u00e9lectromagn\u00e9tiques: \u00e9tude de m\u00e9thodes de recollement de maillages\"<\/br>Mathieu AUBERTIN<\/strong>, Universit\u00e9 Lille1, Janvier 2011<\/li><\/ol>2010<\/strong><\/a>
                                1. \"Contribution \u00e0 la mod\u00e9lisation d\u00e9terministe et stochastique du ph\u00e9nom\u00e8ne de pull-in dans les MEMS \u00e0 actionnement \u00e9lectrostatique\"<\/br>Francisc BOLONI<\/strong>, Universit\u00e9 Lille 1, Novembre 2010<\/li>
                                2. \"Syst\u00e8mes de suspension semi-active \u00e0 base de fluide magn\u00e9torh\u00e9ologique pour l\u2019automobile\"<\/br>Hussein SLEIMAN<\/strong>, A&M ParisTech, Juin 2010<\/li>
                                3. \"Contribution \u00e0 l\u2019Etude et la Commande de G\u00e9n\u00e9ratrices Asynchrones \u00e0 Cage D\u00e9di\u00e9es \u00e0 des Centrales Electriques Eoliennes Autonomes\"<\/br>Kassa IDJDARENE<\/strong>, Universit\u00e9 Lille 1, 11-2010, Mai 2010<\/li><\/ol>2009<\/strong><\/a>
                                  1. \"Caract\u00e9risation et mod\u00e9lisation causale d\u2019un frein \u00e0 liquide \r\nmagn\u00e9torh\u00e9ologique en vue de sa commande\r\n\"<\/br>Richard DEMERSSEMAN<\/strong>, A&M ParisTech, Septembre 2009<\/li>
                                  2. \"Multi-level and multi-objective design optimization tools for handling complex systems\"<\/br>Fouzia MOUSSOUNI<\/strong>, EC LILLE, Juillet 2009<\/li>
                                  3. \"Probl\u00e8mes Combinatoires et Mod\u00e8les Multi-Niveaux pour la Conception Optimale des Machines Electriques\"<\/br>Tuan-Vu TRAN<\/strong>, EC LILLE, Juin 2009<\/li>
                                  4. \"Contribution \u00e0 la mod\u00e9lisation 3D des syst\u00e8mes \u00e9lectromagn\u00e9tiques basse fr\u00e9quence \u00e0 l\u2019aide de la m\u00e9thode d\u2019int\u00e9gration finie (FIT)\"<\/br>Julien KORECKI<\/strong>, Universit\u00e9 de Lille, Mai 2009, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                                    C ONTRIBUTION A LA MODELISATION 3D DES SYSTEMES ELECTROMAGNETIQUES BASSE
                                    \r\nFREQUENCE A L \u2019 AIDE DE LA METHODE D \u2019 INTEGRATION FINIE (FIT)
                                    \r\n
                                    \r\nR\u00e9sum\u00e9 : La m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis (MEF) est la m\u00e9thode la plus utilis\u00e9e pour
                                    \r\nr\u00e9soudre num\u00e9riquement des probl\u00e8mes rencontr\u00e9s en m\u00e9canique, en thermique, en
                                    \r\n\u00e9lectromagn\u00e9tisme, etc. Dans le domaine du g\u00e9nie \u00e9lectrique elle permet de r\u00e9aliser la
                                    \r\nsimulation de dispositifs \u00e9lectromagn\u00e9tiques avec une grande pr\u00e9cision. Cependant,
                                    \r\ndevant les capacit\u00e9s grandissantes des outils de calcul, on est amen\u00e9 \u00e0 mod\u00e9liser des
                                    \r\nsyst\u00e8mes de plus en plus complexes. Paradoxalement, devant les temps de calcul impor-
                                    \r\ntants que cela engendre, l\u2019int\u00e9r\u00eat des industriels se porte sur des m\u00e9thodes alternatives
                                    \r\npermettant d\u2019obtenir des r\u00e9sultats plus rapidement.
                                    \r\nLes travaux men\u00e9s durant cette th\u00e8se se sont port\u00e9s sur l\u2019\u00e9tude d\u2019une m\u00e9thode alter-
                                    \r\nnative, la technique d\u2019int\u00e9gration finie (FIT). Cette m\u00e9thode permet d\u2019obtenir un bon
                                    \r\ncompromis entre rapidit\u00e9 des temps de calcul et qualit\u00e9 de la solution. \u00c0 travers des
                                    \r\nprobl\u00e8mes d\u2019\u00e9lectrocin\u00e9tique, de magn\u00e9tostatique et de magn\u00e9todynamique, il est mon-
                                    \r\ntr\u00e9, avec ces travaux, que les r\u00e9sultats obtenus \u00e0 l\u2019aide de la FIT sont de bonnes qualit\u00e9s
                                    \r\ncompar\u00e9s \u00e0 la m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis. Des outils appliqu\u00e9s \u00e0 l\u2019imposition des gran-
                                    \r\ndeurs globales \u00e9lectriques et magn\u00e9tiques sont aussi pr\u00e9sent\u00e9s dans ce travail.
                                    \r\n
                                    \r\nMots clefs : Technique d\u2019int\u00e9gration finie, mod\u00e9lisation \u00e9lectromagn\u00e9tique, \u00e9lectrocin\u00e9-
                                    \r\ntique, magn\u00e9tostatique, magn\u00e9todynamique, grandeurs globales.
                                    \r\n
                                    \r\nCONTRIBUTION TO THE 3D MODELLING OF LOW FREQUENCY ELECTROMAGNETIC
                                    \r\nSYSTEMS USING FINITE INTEGRATION TECHNIQUE (FIT)
                                    \r\n
                                    \r\nAbstract : To solve numerically the mechanics, thermals and magnetodynamics prob-
                                    \r\nlems, the finite element method is the most used. In electrical engineering, this method
                                    \r\nallows the simulation of electromagnetic devices with a great accuracy. However, in
                                    \r\nspite of growing capacity of the computers, the studied models become more and more
                                    \r\ncomplicated. From an industrial point of view, these computation times are not accept-
                                    \r\nable. Therefore, a fast and reliable numerical tool is necessary.
                                    \r\nThe developments realized during this thesis concern an alternative method, the fi-
                                    \r\nnite integration technique. This method allows finding a compromise between computa-
                                    \r\ntion times and accuracy. For the cases of electrokinetics, magnetostatics and magneto-
                                    \r\ndynamics, simulations using FIT proved that results are accurate. Mathematical tools
                                    \r\nused to impose the electric and magnetic quantities.
                                    \r\n
                                    \r\nKeywords : Finite integration technique, electromagnetic modeling, electrokinetic,
                                    \r\nmagnetostatic, magnetodyynamique, global quantities.<\/p><\/div><\/li>

                                  5. \"Une approche orient\u00e9e mod\u00e8le pour la parall\u00e9lisation d’un code de calcul \u00e9l\u00e9ments finis\"<\/br>Julien TAILLARD<\/strong>, Universit\u00e9 des Sciences et Technologies de Lille, F\u00e9vrier 2009<\/li><\/ol>2008<\/strong><\/a>
                                    1. \"Regles de conception silencieuse d\u2019une machine asynchrone d\u00e9di\u00e9e pour la traction ferroviaire\"<\/br>Jean LE BESNERAIS<\/strong>, EC LILLE, D\u00e9cembre 2008<\/li>
                                    2. \"Mod\u00e9lisation et conception optimale pour les applications ferroviaires\"<\/br>Sangkla KREUAWAN<\/strong>, EC LILLE, Novembre 2008<\/li>
                                    3. \"Mise en \u0153uvre d’une technique de projection de grandeurs discr\u00e8tes: application aux couplages magn\u00e9tothermique et magn\u00e9tom\u00e9canique\"<\/br>Guillaume PARENT<\/strong>, Co-tutelle Universit\u00e9 des Sciences et Technologies de Lille, Universit\u00e9 de Li\u00e8ge, Octobre 2008<\/li>
                                    4. \"Contribution \u00e0 la mod\u00e9lisation num\u00e9rique en \u00e9lectromagn\u00e9tisme statique stocahstique\"<\/br>Roman GAIGNAIRE<\/strong>, A&M, Mars 2008<\/li><\/ol>2007<\/strong><\/a>
                                      1. \"Contribution \u00e0 la mod\u00e9lisation multi-physique: \u00e9lectro-vibro-acoustique et a\u00e9rothermique de machines de traction\"<\/br>Aur\u00e9lie FASQUELLE<\/strong>, , Novembre 2007, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                                        Le d\u00e9veloppement important ces derni\u00e8res ann\u00e9es du secteur du transport s\u2019est accompagn\u00e9 d\u2019une inqui\u00e9tude accrue pour le respect de l\u2019environnement. Bien que le transport ferroviaire pr\u00e9sente une efficacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique \u00e9lev\u00e9e, il n\u2019en est pas pour autant d\u00e9nu\u00e9 de nuisances environnementales. L\u2019int\u00e9gration du d\u00e9veloppement durable lors de la conception optimale de machines \u00e9lectriques devient alors ind\u00e9niable. Cela impose de tenir compte simultan\u00e9ment d\u2019un grand nombre de ph\u00e9nom\u00e8nes physiques. Cette th\u00e8se a alors pour objectif de mettre en avant une m\u00e9thodologie de conception en accord avec la volont\u00e9 actuelle d\u2019optimisation \u00e9conomique et \u00e9cologique. Un mod\u00e8le multi-physique a alors \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9 dans le but de repr\u00e9senter les ph\u00e9nom\u00e8nes \u00e9lectromagn\u00e9tiques, vibro-acoustiques et a\u00e9rothermiques dans un moteur asynchrone ferm\u00e9 auto-ventil\u00e9 d\u00e9di\u00e9 \u00e0 la traction ferroviaire. Ce mod\u00e8le est en fait compos\u00e9 de plusieurs mod\u00e8les, analytiques ou semi-analytiques, interagissant entre eux. Chaque mod\u00e8le repr\u00e9sente des ph\u00e9nom\u00e8nes physiques sp\u00e9cifiques. Un int\u00e9r\u00eat particulier a \u00e9t\u00e9 port\u00e9 au mod\u00e8le a\u00e9rothermique et au mod\u00e8le de pertes, notamment pour la mod\u00e9lisation des pertes au sein du circuit magn\u00e9tique. Bien qu\u2019ils soient tous deux analytiques, le d\u00e9veloppement de ces deux mod\u00e8les a fait appel \u00e0 des \u00e9tudes num\u00e9riques pr\u00e9alables. L\u2019efficacit\u00e9 du mod\u00e8le multi-physique et son respect des tendances d\u2019\u00e9volution ont pu \u00eatre mis en \u00e9vidence par une comparaison avec des r\u00e9sultats d\u2019essais exp\u00e9rimentaux sur moteur r\u00e9el et par une analyse de l\u2019influence des incertitudes.<\/p><\/div><\/li>

                                      2. \"Etude, conception et r\u00e9alisation d\u2019un actionneur \u00e9lectromagn\u00e9tique \u00e0 mouvements lin\u00e9aire et rotatif\"<\/br>Guillaume KREBS<\/strong>, Universit\u00e9 des Sciences et Technologies de Lille, USTL, Juin 2007, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                                        L\u2019environnement industriel tr\u00e8s comp\u00e9titif n\u00e9cessite de plus en plus de convertisseurs \u00e9lectrom\u00e9caniques pour des applications sp\u00e9cifiques, souvent \u00e0 entra\u00eenement direct. Les travaux men\u00e9s s\u2019inscrivent dans ce contexte et ont eu pour objectif l\u2019\u00e9tude, la conception et la r\u00e9alisation d\u2019un actionneur \u00e9lectromagn\u00e9tique \u00e0 mouvements lin\u00e9aire et rotatif ( l&r) \u00e0 partir d\u2019un cahier des charges industriel.
                                        \r\n\tLe premier chapitre est d\u00e9di\u00e9 \u00e0 un \u00e9tat de l\u2019art des diverses structures pouvant r\u00e9pondre au cahier des charges. Une structure synchrone \u00e0 aimants permanents et stator dent\u00e9 est retenue. Les champs d\u2019induit lin\u00e9aire et rotatif \u00e9tant g\u00e9n\u00e9r\u00e9s au travers de bobinages sp\u00e9cifiques, la suite du chapitre traite de l\u2019alimentation de ces bobinages et de la validation th\u00e9orique de la conversion \u00e9lectrom\u00e9canique choisie.
                                        \r\n\tDans le second chapitre, un actionneur plan x-y est dimensionn\u00e9 \u00e0 l\u2019aide d\u2019un mod\u00e8le \u00e0 r\u00e9seau de r\u00e9luctances. Ce dispositif est ensuite \u00e9tudi\u00e9 par un mod\u00e8le num\u00e9rique en 3D et un prototype construit. Les diverses comparaisons ont montr\u00e9 la validit\u00e9 du principe retenu pour cr\u00e9er les deux mouvements ainsi que celle des mod\u00e8les de dimensionnement et d\u2019\u00e9tude.
                                        \r\n\tLa troisi\u00e8me partie du m\u00e9moire est consacr\u00e9e \u00e0 la r\u00e9duction des forces de d\u00e9tente inh\u00e9rentes \u00e0 ce genre de structure. En se basant sur un actionneur lin\u00e9aire, une premi\u00e8re approche, simple, utilisant un mod\u00e8le analytique, est appliqu\u00e9e. Une seconde approche, bas\u00e9e sur un mod\u00e8le \u00e9l\u00e9ments finis 2D, plus pr\u00e9cise, est \u00e9galement utilis\u00e9e. Les r\u00e9sultats qui en sont issus sont valid\u00e9s par un mod\u00e8le \u00e9l\u00e9ments finis 3D et sur un prototype qui a \u00e9t\u00e9 construit. Enfin, une strat\u00e9gie d\u2019autopilotage est propos\u00e9e et simul\u00e9e pour l\u2019alimentation de l\u2019actionneur lin\u00e9aire.
                                        \r\n\tLe dernier chapitre est consacr\u00e9 \u00e0 l\u2019actionneur l&r. Utilisant les mod\u00e8les et r\u00e9sultats pr\u00e9c\u00e9dents, un prototype est dimensionn\u00e9 et fabriqu\u00e9. Ses performances sont quantifi\u00e9es par des mod\u00e8les EF 3D et compar\u00e9es aux mesures. Le prototype test\u00e9 permet de d\u00e9crire les trajectoires demand\u00e9es dans le cahier des charges. Enfin, une strat\u00e9gie d\u2019autopilotage, mettant en \u0153uvre des capteurs \u00e0 effet Hall, est propos\u00e9e et simul\u00e9e.<\/p><\/div><\/li><\/ol>2006<\/strong>                                        <\/a>

                                        1. \"Conception et mod\u00e9lisation d\u2019une machine synchrone \u00e0 7 phases \u00e0 aimants permanents et flux axial : commande vectorielle en modes normal et d\u00e9grad\u00e9\"<\/br>Fabrice LOCMENT<\/strong>, Universit\u00e9 des Sciences et Technologies de Lille, D\u00e9cembre 2006, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                                          Pour les entra\u00eenements \u00e0 vitesse variable, la machine \u00e9lectrique n\u2019\u00e9tant plus directement coupl\u00e9e au r\u00e9seau triphas\u00e9, le choix du nombre de phases peut \u00eatre reconsid\u00e9r\u00e9. On s\u2019int\u00e9resse dans la th\u00e8se \u00e0 la conception d\u2019entra\u00eenements comportant des machines synchrones \u00e0 aimants permanents \u00e0 p\u00f4les lisses et non satur\u00e9es mais \u00e0 plus de trois phases. L\u2019objectif est d\u2019examiner simultan\u00e9ment les contraintes li\u00e9es \u00e0 la machine et \u00e0 l\u2019ensemble onduleur de tension\/commande dans le but de r\u00e9aliser un ensemble polyphas\u00e9 performant. Les travaux d\u00e9velopp\u00e9s dans cette \u00e9tude explorent la possibilit\u00e9 sp\u00e9cifique des machines polyphas\u00e9es de poss\u00e9der des harmoniques spatiaux de force magn\u00e9tomotrice et de force \u00e9lectromotrice tout en pr\u00e9sentant des couples pulsatoires de tr\u00e8s faible amplitude tant en mode normal que d\u00e9grad\u00e9 avec une ou deux phases non aliment\u00e9es. Dans le chapitre II, pour une structure de bobinage impos\u00e9e, nous examinons lors de la conception d\u2019une machine \u00e0 7 phases \u00e0 flux axial \u00e0 double rotor l\u2019effet d\u2019une modulation des forces \u00e9lectromotrices en jouant sur la nature et la distribution des aimants permanents sur les rotors. Dans le chapitre III, une comparaison entre r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux et r\u00e9sultats obtenus par approches analytique et num\u00e9rique (calcul 3D) est effectu\u00e9e. Elle permet de valider l\u2019approche analytique multi-harmoniques et met en exergue l\u2019apport du calcul num\u00e9rique. Dans le chapitre IV, une structure de commande est \u00e9labor\u00e9e par inversion causale et une commande vectorielle est d\u00e9crite et implant\u00e9e exp\u00e9rimentalement pour un fonctionnement en mode normal ou d\u00e9grad\u00e9.<\/p><\/div><\/li><\/ol>2005<\/strong><\/a>

                                          1. \"Contribution to the simulation of movement in 3D with the finite element method, application to model the electrical machines\"<\/br>Xiaodong SHI<\/strong>, Th\u00e8se de Doctorat, D\u00e9cembre 2005, url<\/a><\/strong>, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                                            The finite element method is usually used for modeling the electromagnetic devices. In 3D, the simulation movement hasn\u2019t been completely solved.
                                            \r\nIn our work, we have studied, developed and compared seven methods of simulation movement. We propose to classify these methods by two groups: those concerned a slipping surface and those concerned a sticking volume. In order to validate the techniques, we have verified continuities of local variables with an academic model, also qualified global variables by modeling a permanent magnet machine.
                                            \r\nFinally, a turbo-alternator of EDF has been modeled. With the help of a mesh 2D extruded, under the condition of no-load tests and then load tests, the results obtained with different movement methods have been compared. In 3D mesh, when taking into account of the winding heads, we have developed a hybrid movement method. The calculated results have been compared with the measures.<\/p><\/div><\/li><\/ol>2004<\/strong>                                            <\/a>

                                            1. \"Contribution \u00e0 la prise en compte des grandeurs globales dans les probl\u00e8mes d\u2019\u00e9lectromagn\u00e9tisme r\u00e9solus avec la m\u00e9thode des \u00e9l\u00e9ments finis \"<\/br>Thomas HENNERON<\/strong>, , D\u00e9cembre 2004<\/li><\/ol>2002<\/strong><\/a>
                                              1. \"Contribution \u00e0 la caract\u00e9risation et \u00e0 la mod\u00e9lisation de mat\u00e9riaux magn\u00e9tiques en vue d\u2019une implantation dans un code de calcul de champ\"<\/br>Abdelkader BENABOU<\/strong>, Universit\u00e9 des Sciences et Technologies de Lille, D\u00e9cembre 2002<\/li><\/ol>1995<\/strong><\/a>
                                                1. \"Outil et M\u00e9thodologie pour la conception des Moteurs \u00e0 R\u00e9luctance Variable \u00e0 Double Saillance\"<\/br>St\u00e9phane BRISSET<\/strong>, Universit\u00e9 des Sciences et Technologies de Lille, Janvier 1995, r\u00e9sum\u00e9<\/a>

                                                  Nous \u00e9tudions un moteur \u00e0 r\u00e9luctance variable \u00e0 double saillance avec quatre dents statoriques et deux dents rotoriques dont les deux phases sont c\u00e2bl\u00e9es en demi-pont asym\u00e9trique. Son nombre de phase \u00e9tant faible, le d\u00e9marrage pose probl\u00e8me et n\u00e9cessite l’\u00e9laboration d’une loi de commande complexe pour compenser la simplicit\u00e9 du capteur de position constitu\u00e9 d’une roue dent\u00e9e et d’une fourche optique.
                                                  \r\nUn mod\u00e8le \u00e9l\u00e9ments finis coupl\u00e9 \u00e9lectronique-magn\u00e9tique-cin\u00e9matique est alors construit, valid\u00e9 puis utilis\u00e9 pour r\u00e9soudre les probl\u00e8mes li\u00e9s au d\u00e9marrage.
                                                  \r\nDe plus, les cotations de la g\u00e9om\u00e9trie du moteur et les instants de commutation des interrupteurs doivent \u00eatre d\u00e9termin\u00e9s pour satisfaire au mieux le probl\u00e8me de conception formul\u00e9 au moyen d’un cahier des charges.
                                                  \r\nUne m\u00e9thodologie est propos\u00e9e pour r\u00e9soudre les probl\u00e8mes de conception des dispositifs \u00e9lectromagn\u00e9tiques. Elle consiste, dans un premier temps, \u00e0 exprimer le probl\u00e8me de conception dans un formalisme math\u00e9matique puis, dans un deuxi\u00e8me temps, \u00e0 appliquer des m\u00e9thodes d’optimisation pour le r\u00e9soudre.
                                                  \r\nL’outil qu’est le mod\u00e8le \u00e9l\u00e9ments finis et la m\u00e9thodologie de r\u00e9solution du probl\u00e8me de conception sont ensuite utilis\u00e9s conjointement pour l’optimisation d’un moteur \u00e0 r\u00e9luctance variable \u00e0 double saillance.<\/p><\/div><\/li>

                                                2. \"Contribution \u00e0 la mod\u00e9lisation des syst\u00e8mes \u00e9lectrotechniques par la m\u00e9thode des sch\u00e9mas \u00e9quivalents magn\u00e9tiques. Application \u00e0 l\u2019alternateur automobile\"<\/br>Michel HECQUET<\/strong>, Universit\u00e9 des Sciences et Techniques de Lille, Janvier 1995<\/li><\/ol>1993<\/strong><\/a>
                                                  1. \"Contribution \u00e0 la commande vectorielle de machines \u00e0 r\u00e9luctance variable. Prise en compte de l\u2019amortissement et de la saturation\"<\/br>Abdelmouna\u00efm TOUNZI<\/strong>, , F\u00e9vrier 1993<\/li>