TITRE DU SUJET DE THÈSE : Réduction active des vibrations d’une machine électrique pour des applications dans le domaine du transport automobile

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Ajouté le: 27/05/2014
Directeur :
Titre : TITRE DU SUJET DE THÈSE : Réduction active des vibrations d’une machine électrique pour des applications dans le domaine du transport automobile
Thèmes : Conversion d’énergie et systèmes électromagnétiques
Automatique, Signal, Télécoms, Systèmes embarqués
Laboratoires : LGEP laboratoire de Génie Electrique de Paris UMR 8507
Description :

TITRE DU SUJET DE THÈSE : Réduction active des vibrations d’une machine électrique pour des applications dans le domaine du transport automobile

DIRECTEUR DE THÈSE :
Emmanuel Godoy, Emmanuel.Godoy@supelec.fr
Co-encadrement : Imen Bahri (imen.bahri@lgep.supelec.fr) et Guillaume Puel (Guillaume.Puel@ecp.fr).

ÉQUIPES D’ACCUEIL : Supélec E3S EA 4454, LGEP UMR UMR 8507

DESCRIPTIF ET APPORT DU TRAVAIL DE THÈSE :

- Contexte de la recherche

En raison de la montée en puissance des préoccupations environnementales, les gouvernements européens ont fait du développement du marché des véhicules électriques une priorité. En effet, le secteur des transports est considéré comme le premier responsable des émissions de dioxyde de carbone (CO2) dans le monde, en particulier partiellement responsable du changement climatique. Dans ce sens, le véhicule électrique est vu comme un véhicule propre qui apporte des réponses à plusieurs défis majeurs auxquels notre société est confrontée dans sa politique de transport. Ces défis se déclinent sous plusieurs formes, notamment la maîtrise des émissions gaz à effet de serre, la diminution de la pollution urbaine, l’épuisement des ressources en pétrole et l’amélioration des conditions de vie des habitants des zones urbaines en réduisant la pollution sonore.
Dans ce contexte, l’utilisation de machines électriques dans les véhicules électriques s’accompagne d’un inévitable bruit acoustique gênant pour les usagers et leur environnement. Ce bruit est le résultat de l’interaction entre les forces magnétiques radiales et la structure mécanique de la machine. Bien que les niveaux vibratoires des machines électriques soient très inférieurs à ceux des moteurs thermiques, les bruits acoustiques d’origine électromagnétique émis sont essentiellement monochromatiques et dans les hautes fréquences (typiquement quelques centaines de Hertz à quelques kHz). Ils sont ainsi perceptibles par les usagers et perçus comme désagréables.
Les travaux de recherche proposés dans le cadre de cette thèse se situent dans les axes de recherche de trois laboratoires : le Laboratoire de Génie Electrique de Paris, le laboratoire de Mécanique des Sols, Structures et Matériaux (MSSMat) de l’Ecole Centrale Paris et le Départements Automatique de Supélec qui associent des compétences complémentaires.

- Bref descriptif scientifique et pré requis

Dans le contexte décrit, ce projet porte sur le développement des lois de commande permettant l’atténuation active par la commande du bruit acoustique à travers la réduction des vibrations dans les machines électriques.
Pour ce faire, une première étape consistera au développement des modèles électromagnétique et mécanique des machines qui seront retenues pour le travail de thèse, et de les coupler en considérant les forces radiales comme grandeurs interface. La réduction d’ordre de ces modèles multi-physiques, généralement de grande dimension, sera une étape essentielle en vue de formuler les modèles pour l’analyse et la conception de la commande. Dans cet objectif des études méthodologiques seront menées en vue de développer des outils de réduction d’ordre des modèles physiques.
Dans une deuxième étape une identification des paramètres électriques et mécaniques, ainsi que des mesures vibratoires, seront effectuées sur banc expérimental afin de valider et recaler les modèles retenus.
Dans une troisième étape la conception des lois de commande sera abordée via deux voies : la réduction du contenu harmonique des forces électromagnétiques qui excitent les modes propres à l’origine vibrations et le bouclage à partir des mesures issues de capteurs d’accélération. La pertinence et les performances des lois de commande proposées seront validées expérimentalement sur des bancs prototype.

- Compétences acquises lors du travail de thèse
Le sujet proposé permettra au candidat d’acquérir de solides compétences multidisciplinaires dans différents champs de la physique : mécanique, électromagnétisme et Automatique. Les travaux de recherche couvriront des domaines comme la modélisation de systèmes mécaniques et électromagnétiques ainsi que leur commande couvrant des aspects théoriques et une mise en œuvre expérimentale. Ces compétences seront approfondies par la prise en main des outils de modélisation par éléments finis, pour analyse des systèmes complexes et la conception de lois de commande.