Thèse soutenue

Modélisation et optimisation d’un alterno-démarreur synchrone à griffes pour l’application « mild-hybrid »

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Geoffrey Devornique
Direction : Noureddine TakorabetJulien Fontchastagner
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique
Date : Soutenance le 16/10/2017
Etablissement(s) : Université de Lorraine
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine (1992-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe de recherche en énergie électrique de Nancy (Vandœuvre-lès-Nancy)
Jury : Président / Présidente : Stéphane Clénet
Examinateurs / Examinatrices : Yvan Lefèvre, Christophe Geuzaine, Denis Netter, Christophe Espanet, Sophie Personnaz
Rapporteurs / Rapporteuses : Yvan Lefèvre, Christophe Geuzaine

Résumé

FR  |  
EN

Les travaux de recherches menés dans cette thèse concernent la modélisation et l’optimisation de l’alternateur synchrone à griffes utilisé dans les véhicules mild-hybrid. Ce dernier voit son utilisation élargie à la fonction d’assistance de traction au moteur thermique et de récupération d’énergie dans les phases de freinage. La structure spéciale du rotor rend nécessaire l’utilisation de modèles éléments finis 3D pour modéliser finement les effets tridimensionnels. Ces derniers requièrent une utilisation intensive des ressources informatiques (RAM, temps CPU) qu’il est crucial de réduire pour envisager une démarche d’optimisation de dispositifs magnétiques. Dans ce contexte, l’utilisation d’une plateforme de modélisation ouverte Gmsh et GetDP, permettant l’implémentation de géométries et de formulations appropriées, a abouti au développement de modèles précis et suffisamment rapides pour être intégrés dans des algorithmes d’optimisation. L’originalité de cette démarche de modélisation consiste à hybrider une approche numérique (éléments finis 3D) et une approche semi-analytique (réseau de perméances) de sorte que l’usage des éléments finis 3D soit réduit aux zones où le champ magnétique est tridimensionnel. Enfin, le choix d’un algorithme d’optimisation adapté aux modèles numériques (boîte noire à fort coût d’évaluation) a permis de développer un outil de pré-dimensionnement et de dimensionnement des machines synchrones à griffes en vue de l’obtention d’une géométrie optimisée en réponse à un cahier des charges industriel