caracterisation multiphysique des materiaux ferromagnetiques
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caracterisation multiphysique des materiaux ferromagnetiques
CARACTERISATION MULTIPHYSIQUE DES MATERIAUX FERROMAGNETIQUES UTILISES DANS LA FABRICATION DES MACHINES ELECTRIQUES Financement : CIFRE Valeo en partenariat avec le laboratoire L2EP (Lille) Contacts : [email protected] / [email protected] / [email protected] Contexte Dans le processus de conception des machines électriques, les effets magnétiques sont au coeur de la démarche et la modélisation associée se doit d’être fiable afin de garantir des performances lors de la fabrication du dispositif. Ceci est notamment lié à l’utilisation de modèles précis pour représenter le comportement des matériaux ferromagnétiques qui constituent les machines électriques. Par ailleurs, il a été montré que les procédés de fabrication pouvaient impacter fortement les caractéristiques de ces matériaux. Les caractéristiques des matériaux bruts qui sont utilisés pour le dimensionnement ne correspondent plus nécessairement aux caractéristiques réelles ce qui se traduit par un biais entre les performances mesurées et celles prévues. Il est donc nécessaire de caractériser les matériaux en fin de chaîne. Les méthodes standards sont souvent destructives puisque qu’elles nécessitent l’extraction d’un échantillon de forme normalisée. Récemment une technique de caractérisation non destructive basée sur la technique des quatre pointes a été proposée. Problématique L’efficacité énergétique des machines électriques repose grandement sur les performances des matériaux ferromagnétiques qui dépendent également des contraintes au cours du fonctionnement des machines. Des travaux montrent que des paramètres comme la température et les contraintes mécaniques modifient les caractéristiques magnétiques des matériaux et donc les performances des machines électriques. Il est donc important de connaître et de modéliser l’effet de ces paramètres afin de prévoir le comportement des machines électriques sur toute la gamme de vitesse et de température. De la même façon, l’aspect vieillissement des propriétés magnétiques doit être abordés afin de qualifier les performances dans les conditions réelles d’exploitation. Objectifs L’objectif de la thèse est donc de développer des méthodes de caractérisation locale permettant d’étudier l’impact de la température et des contraintes sur le comportement magnétique et électrique de pièces en fin de chaîne de fabrication. Ces méthodes seront appliquées au cas de la machine à griffes et en particulier des pièces polaires. Des modèles de comportement seront développés puis ensuite implantés dans un modèle éléments finis de l’alternateur. Ces travaux s’effectueront dans le cadre de la collaboration entre le L2EP et Valeo qui travaillent depuis maintenant plusieurs années sur l’impact des procédés de fabrication sur les performances des machines électriques. Dans ce cadre, une technique de caractérisation non destructive est en cours de test sur des géométries simples et devrait être étendue sous peu à des géométries complexes correspondant à des pièces fabriquées (roue polaire d’alternateur). Le travail demandé est dans la continuité de ces travaux et se basera sur tous les savoir faire du L2EP et de Valeo dans le domaine de la caractérisation et de la modélisation des matériaux magnétiques et des machines électriques.