Soutenance de thèse, Thierry TOLLANCE, 24 Juin 2022

Conception multi-physique d’actionneurs tubulaires en intégrant les aspects technico-économiques et le bruit d’origine magnétique

Le vendredi 24 juin 2022  à 13h30, dans l’amphithéâtre Boda, Centrale LILLE

Résumé :

Cette thèse de doctorat porte sur la conception multi-physiques d’actionneurs tubulaires en intégrant les aspects technico-économiques et le bruit d’origine électromagnétique. L’étude s’inscrit dans un contexte industriel de grande série où les exigences acoustiques pour des produits d’intérieur comme le style screen ou écran de cinéma sont de plus en plus grandes. Dans le cadre de production grande série, un bobinage dentaire a été choisie et une machine de référence dite MSAP (Machine Synchrone à Aimants Permanents en surface) a été développée pour répondre à un cahier des charges. Des modèles multi-physiques analytiques permettant la compréhension des tendances mais aussi l’origine des raies de pressions ainsi que des modèles multi-physiques par éléments finis permettant une étude plus quantitative ont été développés, de l’électromagnétisme jusqu’au bruit. Ces modèles ont été confrontés à des mesures expérimentales qui ont permis de valider la chaine de modélisation multi-physiques proposée. La MSAP répond parfaitement au cahier des charges, mais dans un contexte de réduction des coûts, d’autres solutions de moteurs ont été envisagées telles que les machines synchro-réluctantes avec et sans aimant.

Deux types de machines synchro-réluctantes avec et sans aimant ont alors été étudiées avec pour objectif de proposer une structure qui permet de réduire le bruit et conserver des performances suffisantes. Après une étude électromagnétique, il s’est avéré que la machine synchro-réluctante sans aimant ne permettait pas de répondre aux exigences dans le contexte imposé. Une machine assistée d’aimants a ensuite été dimensionnée permettant de répondre au cahier des charges d’un point de vue du couple. Une étude multi-physique a été déroulée et confrontée à des mesures. Le moteur s’avère plus bruyant avec une émergence forte sur une raie d’ordre spatial 2 à 2 kHz.

Pour remédier à cette augmentation de bruit, plus particulièrement la raie à 2 kHz, des techniques de réduction de bruit par des modifications de structure mineure ont été mise en œuvre. Le développement d’un modèle analytique couplé à l’exploitation du produit de convolution nous a permis de remonter aux origines des raies de pression radiale.

Mots clés : machine synchrone à aimants permanents, machine synchro-réluctance avec et sans aimant, bruit et vibrations d’origine magnétique, pressions magnétiques radiales, modélisation multi-physique analytique et par éléments finis.