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Ensam theseccyrdepotfinal CHARLES CYR MODÉLISATION ET CARACTÉRISATION DES MATÉRIAUX MAGNÉTIQUES COMPOSITES DOUX UTILISÉS DANS LES MACHINES ÉLECTRIQUES Thèse de doctorat en cotutelle présentée à la Faculté des études supérieures de l ? Université Laval Qué

CHARLES CYR MODÉLISATION ET CARACTÉRISATION DES MATÉRIAUX MAGNÉTIQUES COMPOSITES DOUX UTILISÉS DANS LES MACHINES ÉLECTRIQUES Thèse de doctorat en cotutelle présentée à la Faculté des études supérieures de l ? Université Laval Québec pour l ? obtention du grade de Philosophi? Doctor Ph D DÉPARTEMENT DE GÉNIE ÉLECTRIQUE ET DE GÉNIE INFORMATIQUE FACULTÉ DES SCIENCES ET DE GÉNIE UNIVERSITÉ LAVAL QUÉBEC Et à l'ÉCOLE NATIONALE SUPÉRIEURE D ? ARTS ET MÉTIERS PARIS FRANCE pour l ? obtention du grade de Docteur de l'ENSAM spécialité Génie Electrique thèse -ENAM- - Ecole doctorale SMI JUILLET ? Charles Cyr Cii Résumé Les matériaux magnétiques composites doux sont utilisés pour réaliser des circuits magnétiques de machines électriques Ils sont formés de particules de fer revêtues d ? une mince couche de diélectrique et pressées à haute densité La conception des machines électriques à l ? aide de ces matériaux requiert la connaissance de méthodes de caractérisation de leurs propriétés électriques et magnétiques L ? optimisation des propriétés magnétiques des matériaux composites nécessite la compréhension des phénomènes se produisant à l ? échelle microscopique et de leur in uence sur la caractéristique d ? aimantation à l ? échelle macroscopique Des méthodes de caractérisation adaptées aux matériaux magnétiques composites sont développées dans cette thèse elles concernent la mesure de la caractéristique d ? aimantation de la résistivité et des pertes magnétiques L ? utilisation de ces méthodes démontre que l ? inhomogénéité et l ? anisotropie des propriétés des circuits magnétiques faits de matériaux magnétiques composites considérées comme relativement négligeables dans les travaux publiés jusqu ? à présent sont su ?samment importantes pour in uencer le développement du matériau le dimensionnement des machines électriques et les tests de qualité en production Un modèle permettant de relier la caractéristique d ? aimantation à la structure des matériaux magnétiques composites et aux propriétés des constituants est proposé Ce modèle est basé sur la simulation en calcul des champs de l ? écoulement du ux magnétique à travers la structure microscopique du matériau et il permet de retrouver la caractéristique d ? aimantation à l ? échelle du circuit magnétique Les relations obtenues démontrent un couplage signi ?catif entre les propriétés globales comme la perméabilité maximale et certaines grandeurs à l ? échelle microscopique comme l ? épaisseur du revêtement des particules de fer Les modèles et les méthodes de caractérisation proposés peuvent ainsi être e ?cacement utilisés pour l ? optimisation des dimensions des machines faites de matériaux magnétiques composites ainsi que pour l ? optimisation des propriétés de ces matériaux en vue d ? applications spéci ?ques Ciii Abstract Soft magnetic composite materials are used to produce magnetic circuits in electrical machines They are made of iron particles coated with a thin dielectric layer pressed to high densities Electrical machine design using soft magnetic composites requires techniques for measuring their electrical and magnetic properties The optimization of soft magnetic materials properties requires understanding the microscopic scale magnetization phenomenon as well as its in uence on macroscopic