Contribution à l'étude des machines synchrones à aimants permanents internes à

Contribution à l'étude des machines synchrones à aimants permanents internes à large espace de fonctionnement. Application à l'alterno-démarreur L. Chédot Soutenue le 09 novembre 2004 devant le jury composé de : MM. P. Brochet (Président) B. Multon (Rapporteur) J.P. Yonnet (Rapporteur) J.P. Vilain M. Amiet C. Plasse (Responsable Valeo) G. Friedrich (Directeur de thèse) Notes sur la con dentialité Cette partie est un avertissement au lecteur. Ce manuscrit concerne une thèse CIFRE dont les résultats appartiennent à la société Valeo Systèmes Electriques. L'ensemble des données techniques, dimensions, grandeurs caractéristiques, maté- riaux, etc., a été réuni dans les trois annexes nales. Ces annexes ont été classées con dentielles et ne sont dispo- nibles qu'auprès de la société Valeo SE. Pour contacter la société : Valeo Systèmes Electriques 2, rue A. Boulle 94000 Créteil Tél : 01.48.98.86.00 i ii Remerciements Une thèse peut être considérée comme le fruit de trois années de travail personnel. Ce travail passe par diérentes phases, certaines faciles et agréables, d'autres laborieuses et déroutantes. Les premières apportent beaucoup de satisfaction, voire d'autosatisfaction, et des avancées encourageantes. Eectivement, ces phases apparaissent comme le fruit d'un travail personnel. Les secondes apportent doutes et hésitations. Les résultats sont lents à venir et l'orientation du travail se trouve compromise. A ce stade, seuls trois facteurs m'ont permis de faire avancer ce travail : un encadrement éclairé et présent à chaque instant, une ambiance de travail propice, à la fois au sérieux et à la détente, ainsi qu'un soutien personnel, famille en tête, indirect mais indispensable. A la suite de trois ans de recherche, ma thèse n'a pris réellement vie que par sa validation devant un jury rigoureux, volontaire, entreprenant et encourageant. Une certitude m'apparaît alors clairement. Ma thèse est tout, sauf le fruit d'un unique travail personnel. Elle est le fruit du travail d'une très grande équipe, tant profession- nelle que personnelle. Equipe dont je ne serai jamais assez reconnaissant. Néanmoins, et en faisant beaucoup trop court : Je tiens à remercier M. Guy Friedrich, Professeur des Universités à l'Université de Technologie de Compiègne, directeur du Laboratoire d'Electromécanique de Compiègne et mon directeur de thèse pendant ces trois années. Je le remercie pour m'avoir accueilli au sein du laboratoire, pour m'avoir proposé un sujet de thèse si intéressant et pour avoir spontanément proposé de m'encadrer. Je pro te de ces quelques lignes pour le remercier pour l'ensemble de ces années d'encadrement passionné, en tant qu'enseignant d'abord, en tant que responsable de projet, en tant que précieux conseiller lors de mon DEA et bien-sûr en tant que directeur de thèse. J'espère avoir un jour autant de clairvoyance, et pense mesurer la chance d'avoir pu pro ter de tant de sympathie communicative. Merci tout simplement pour tout. Je souhaite remercier M. Cédric Plasse, directeur du service Electronique de la société Valeo Systèmes Electriques, et encadrant Valeo durant ces trois années. Je le remercie de m'avoir accueilli au sein de la société Valeo SE et de m'avoir proposé, voire réservé, ce projet si passionnant. Je souhaite encore plus le remercier pour m'avoir toujours oert l'essentiel : sa con ance. Lors de mon projet de n d'étude, lors de mon DEA, pour ce iii iv sujet de thèse, pour toutes les réunions où j'ai pu apporter une petite contribution sur les machines à aimants. Merci pour toutes ces années et pour toute cette expérience partagée avec moi. Qu'il me soit permis de remercier M. Pascal Brochet, Professeur des Universités à l'Ecole centrale de Lille, Responsable de l'équipe Conception et Optimisation des Ma- chines Electriques du Laboratoire d'Electrotechnique et d'Electronique de Puissance pour avoir accepté d'être président de mon jury de thèse. Je tiens également à remercier M. Bernard Multon, Professeur des Universités à l'ENS Cachan, antenne de Bretagne, directeur du département de Mécatronique du la- boratoire Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie pour avoir accepté d'être rapporteur de cette thèse. Nos nombreux échanges et l'en- semble des remarques apportées avant et pendant la soutenance m'ont permis de pré- ciser et d'éclaircir un grand nombre de points cruciaux. Je remercie en même temps l'enseignant rencontré en DEA qui n'a cessé de transmettre sa passion et sa rigueur. Je souhaite remercier M. Jean-Paul Yonnet, Directeur de Recherche au Laboratoire d'Electrotechnique de Grenoble, Responsable de l'équipe Matériaux Magnétiques et Ap- plications pour avoir accepté d'être rapporteur de cette thèse, pour l'ensemble des ob- servations concernant le travail eectué et pour l'analyse de ce projet dans le contexte global d'hybridation des véhicules électriques. Que M. Michel Amiet, Directeur de la branche Génie Electrique de la Direction Générale de l'Armement soit remercié pour avoir accepté d'être membre de ce jury de thèse et pour avoir apporté sa rigueur et sa pertinence dans l'analyse du sujet et dans les questions abordées lors de la soutenance. En n, je tiens à remercier M. Jean-Paul Vilain, Professeur des Universités à l'Uni- versité de Technologie de Compiègne, pour avoir accepté d'être membre de ce jury de thèse. Je souhaite le remercier pour son étude approfondie du manuscrit et pour les remarques constructives dont il m'a fait part avant, pendant et après la soutenance. Je voudrais également insister pour remercier l'enseignant qui m'a, le premier, donné goût au génie électrique, qui m'a donné envie de percer les mystères de l'électricité alors que mon parcours me dirigeait vers d'autres voies. Je le remercie pour tout ça et pour son immense sympathie. Je vais poursuivre en remerciant mes collègues Valeo pour l'aide et le soutien qu'ils m'ont apporté, depuis mon projet de n d'études jusqu'à la soutenance de thèse. Merci David, Nadia, Antoine, Jean-Claude, Kouakou, Arnaud, Luc, FX, Michael et Fabrice. Je voudrais maintenant remercier l'ensemble des membres du Laboratoire d'Elec- tromécanique de Compiègne pour m'avoir non seulement accueilli mais surtout pour m'avoir aidé, conseillé, averti, remué comme si je faisais partie du laboratoire depuis v toujours. Je n'oublierai jamais non plus les instants de détente journaliers (réunions de 10h...) et les innombrables fous rires si bienfaisants. Aussi, merci à Christine, Christophe, Luc, Vincent, Stéphane, Manuela, Jean-Luc, Anne, Agnès, Farah, Bogdane, Ferhat, Di- dier, Manu, Patrice, Arnaud, et Julien. Je me permettrais d'ajouter quelques dédicaces : merci à Patrice, sans qui rien ne pourrait tourner au laboratoire (j'inclus en tête mes essais !) ; merci à Anne pour avoir simpli é tant de fois ma vie administrative, merci aux jeun's qui ne sont plus seulement mes collègues depuis bien longtemps et en n, merci et bon courage à Julien, ami et partenaire de bureau devant l'éternel (notre humour com- mun, n et délicat, pèse déjà par son absence...). Je vais élargir le laboratoire quelques minutes pour inclure ici le dernier survivant de mes camarades de promotion encore présent à Compiègne. Merci Jojo, pour ta présence et tes conseils. Nos quelques soirées ensemble ne seront jamais oubliées. Je tiens à terminer en remerciant mon premier soutien, ma famille. Je remercie mes parents pour m'avoir toujours poussé à faire ce qui me plaisait, même si cela nous a conduit à des études bien longues. Jamais ils n'ont exprimé le moindre doute et m'ont constamment encouragé et félicité tout au long de ce parcours. Je remercie Franck, mon grand frère, pour avoir toujours été là. Ces remerciements ne concernant que ma thèse, je ne détaillerai pas le fait que je lui doive tant. En n, je remercie et souhaite bon cou- rage à Amandine (PS). Merci de supporter et d'encourager cette passion débordante qui m'occupe autant et ne simpli e pas toujours notre vie. Et bon courage pour le (me) supporter encore longtemps. Le dernier mot n'est pas un merci, mais un pardon. Pardon à tous ceux que j'ai oubliés de citer, amis du DEA (Gareth, Lionel), collègues rencontrés dans diérents congrès, amis povtyp (ils se reconnaîtront) et tous les autres. Merci. vi Table des matières Table des gures ix Notations xv Introduction 1 1 Analyse bibliographique 5 1.1 Classement des machines synchrones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1.1 Machines à rotor bobiné et à pôles lisses . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1.2 Machines à rotor bobiné et à pôles saillants . . . . . . . . . . . . 6 1.1.3 Machines à double excitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.1.4 Machines à réluctance variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.1.5 Machines à aimants permanents surfaciques . . . . . . . . . . . . 9 1.1.6 Machines à aimants permanents internes . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1.7 Machines à aimants permanents internes à saillance inverse . . . . 11 1.2 Historique . . . . . . . . . uploads/Geographie/chedotthese-ec-doct-pdf.pdf

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