Modélisation du champ magnétique induit par des tôles : identification de l'aimantation : application à l'immunisation en boucle fermée d'une coque ferromagnétique

Computation of magnetic field induced by steel sheets : magnetization identification : application to the closed-loop degaussing of a ferromagnetic hul

• Auteur / Autrice : Olivier Chadebec
• Direction : Jean-Louis Coulomb
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Grenoble INPG
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de magnétisme du navire (Grenoble1949-2006) - Laboratoire d'électrotechnique (Grenoble1980-2006)
• Jury : Président / Présidente : Françoise Rioux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Paul Penven, Hugues Hénocq, Gilles Cauffet, Jean-Paul Bongiraud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Krähenbühl

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Coques (architecture navale)

Magnétostatique

Mots clés libres

Aimantation des navires

Magnétosatique

Modélisation tridimensionnelle

Elément surfacique

Mesure de champs magnétiques faibles

Problème inverse

Identification de l'Aimantation

Ships magnetization

Magnetostatic

3D modelling

Surface elements

Low magnetic fields measurements

Inverse problems

Magnetization identification

Résumé

Un navire à coque ferromagnétique, sous l'influence du champ magnétique terrestre et de contraintes mécaniques, s'aimante. L'immunisation en boucle fermée est un système permettant au bâtiment d'auto-évaluer cette anomalie et de la compenser en temps réel. La mise au point de ce système nécessite le développement d'un outil capable de prédire l'aimantation de la coque à chaque instant. Cette aimantation dépendant de l'histoire magnétique du bâtiment, un calcul déterministe n'est pas envisageable, il est alors nécessaire de faire intervenir la mesure de champ magnétique pour l'évaluer. Le présent travail propose une approche originale pour résoudre ce problème inverse. Celui-ci étant mal posé, nous proposons un critère de choix de la solution basé, non pas sur une approche mathématique, mais sur la connaissance physique des phénomènes mis en jeu. Tous nos résultats ont été validés sur une maquette représentative d'un navire réel

A ship with a ferromagnetic hull, placed in the earth's magnetic field and under mechanical constraints, gets a magnetisation which creates a local anomaly of the field. The closed loop degaussing is a system that allows the ship to evaluate this magnetic anomaly at each moment and to compensate it. To perfect this technique, it's necessary to develop a tool which can predict the magnetisation of the hull. This magnetisation can be divided into two parts: the first is the induced magnetisation and the second the permanent one. Firstly, this work proposes a study of the different numerical methods to calculate the induced magnetisation (i. E. The reaction of the material in an external field). We were especially interested in boundary element methods which leads to distributions of charges or tangential dipoles on the hull. The second part deals with a method to evaluate the permanent magnetisation. This magnetisation depends on the magnetic history of the ship (hysteresis, magnetostriction. . . ), so a deterministic calculus is not possible. Then, magnetic sensors are placed onboard the ship and allow to build a mathematical model for magnetization. We propose an original approach to solve this ill-posed inverse problem based upon a good knowledge of the magnetic behavior of the material. Once the model has been obtained, it's possible to calculate the field outboard. Our approach has been validated by measurements taken onboard a mock-up of a ship