Thèse soutenue

Modélisation magnéto-hydrodynamique par la méthode des volumes finis : application aux plasmas de coupure
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Auteur / Autrice : Loïc Rondot
Direction : Yves DelannoyGérard Meunier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des fluides, procédés, énergétique
Date : Soutenance en 2009
Etablissement(s) : Grenoble INPG
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble2008-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Science et ingénierie des matériaux et procédés (Grenoble) - Laboratoire de génie électrique (Grenoble)
Jury : Président / Présidente : Nadia Maïzi-Ménard
Examinateurs / Examinatrices : Serge Piperno, Vincent Mazauric, Michel Barrault
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Jacques Gonzalez, Sheppard Joel Salon

Résumé

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Afin de réaliser l'isolement galvanique d'une partie d'un sous-système électrique suite à une manœuvre ou l'apparition d'un défaut (surcharge, court-circuit), les propriétés de limitation de l'arc électrique sont exploitées afin de forcer un retour rapide au zéro de courant. La modélisation de ce processus est complexe car il met en jeu un grand nombre de phénomènes physiques (rayonnement, changement de phase, électromagnétisme, mécanique des fluides, physique des plasmas). La volonté de privilégier une résolution fortement couplée de ces phénomènes et l'analyse de leurs constantes de temps caractéristiques ont conduit à privilégier la méthode des volumes finis afin d'aboutir à une résolution numérique robuste. Celle-ci a tout d'abord été mise en œuvre dans le cadre de problèmes intrinsèques d'électromagnétisme (électrocinétique, magnétostatique – y compris des milieux non-linéaires – et magnétodynamique) pour lesquels des considérations énergétiques ont conduit à élaborer des critères de précision basés sur des conservations locales. Les modèles ainsi validés ont été implémentés avec succès dans le code de coupure utilisé par Schneider Electric et ont permis de faire progresser significativement la modélisation des appareils de coupure développés par Schneider Electric