Contribution à la prise en compte des aspects thermiques des machines électriques dans un environnement mécatronique.

 

Doctorant : Bassel ASSAAD

Directeur de thèse : Guy FRIEDRICH

Encadrant : Khadija EL KADRI et Eric PADIOLLEAU

Début de la thèse : 1er décembre 2012

 

 

La machine électrique prend une place de plus en plus importante dans différents domaines industriels (automobile, engins de chantier, systèmes embarqués….). Parallèlement, une recherche de compacité, d'intégration des éléments et de compétitivité conduit à avoir une vision orientée "système" des produits.

Une approche multi-physique dans la conception devient donc nécessaire.

Le sujet proposé vise à caractériser le comportement thermique d'une machine électrique au sein de systèmes complexes.

Le sujet comportera différents aspects concourant aux mêmes objectifs :

Modélisation thermique d'une machine électrique non homogène

Détermination des points critiques, au niveau thermique, dans la conception des machines électriques

Proposition de modèles thermiques de machines électriques pouvant être intégrées dans un environnement complexe ( modélisation système).

Modélisation thermique d'une machine électrique non homogène

La modélisation électromagnétique des machines électriques est maintenant bien maîtrisée par différentes approches complémentaires (analytique, réseaux nodaux, éléments finis….). De nombreux outils logiciels permettent leur mise en œuvre.

Néanmoins, l'approche thermique n'est généralement pas prise en compte.

La première partie de la thèse consistera, au travers d'une analyse bibliographique, à faire le point sur l'état actuel des connaissances permettant de déterminer les différentes modélisations autorisant le calcul d'une "cartographie" de température des différentes parties de la machine électrique à partir de la connaissance des pertes internes, de la géométrie et la constitution de la machine considérées comme connues. Cette étude visera à privilégier une méthode, l'implanter de manière numérique et d'effectuer les validations par comparaison à un prototype instrumenté disponible au LEC.

Détermination des points critiques de conception

A partir des modélisations développées, il sera ensuite proposé d'établir les points critiques de conception d'un point de vue thermique tant en régime permanent qu'en régime transitoire.

La troisième partie de la thèse consistera à adapter et implanter dans un logiciel "système", de manière préférentielle AMESIM, le ou les modèles proposés afin de pouvoir les utiliser dans une approche "mécatronique" permettant d'évaluer les transferts thermiques au travers des différents éléments du système.