3 décembre 2021
Aïcha Laidoudi a présenté ses travaux de thèse intitulés :
« Machine électrique fonctionnant à haute température utilisant un fil de cuivre émaillé par voie sol-gel ».
Petru Notingher (Institut d’Electronique et des Systèmes – Université de Montpellier) et Guillaume Krebs (GeePs – CentraleSupelec ) ont rapporté le travail tandis que Sabrina Ayat (Safran Tech), David Malec (Université Paul Sabatier Toulouse), Melaine Desvaux (SATIE – Université Paris Saclay) et Phillipe Frezel (Green Isolight International) l’ont examiné.
Aïcha, qui a été encadrée par Stéphane Duchesne et Gabriel Velu, a rejoint Nidec PSA eMotors.
Résumé de la thèse :
L’allègement des actionneurs électriques est nécessaire pour améliorer leur empreinte environnementale. Une des solutions pour augmenter la puissance massique des machines électriques tournantes passe nécessairement par un accroissement des densités de courants qui parcourent les bobinages, ce qui a pour conséquence d’accroître significativement les températures de fonctionnement. Pour dépasser la limite de 240°C liée à l’utilisation de polymères organiques pour le Système d’Isolation Electrique de la machine, il est indispensable de mettre en œuvre de matériaux nouveaux. Les matériaux inorganiques sont prometteurs pour augmenter largement la température (jusque 500°C) ; les études menées au LSEE ont montré que leurs caractéristiques mécaniques très limitées imposent de repenser la structure de la machine en profondeur. Pour travailler dans des gammes de température médianes tout en conservant une structure de machine relativement classique, le procédé Sol-Gel apparaît comme une solution très séduisante ; il permet d’obtenir des composés hybrides entre les matériaux organiques et inorganiques. Au sein d’une matrice polymère garantissant la souplesse mécanique indispensable aux opérations de bobinage, des inclusions de particules céramiques ou minérales augmentent la tenue en température de l’ensemble. L’objectif de ce projet sera d’appliquer ce procédé à l’émaillage d’un fil de cuivre destiné au bobinage d’une machine électrique haute température. Une unité d’émaillage de conducteur en cuivre, présente au LSEE, sera utilisée pour la fabrication des prototypes de fils, une fois les résines mises au point avec les partenaires impliqués dans le projet : Green Isolight International, MatériaNova et le LMPCA de l’Université de Valencienne. Ces derniers permettront valider le concept et d’optimiser leurs caractéristiques afin de correspondre aux spécifications techniques issues de la phase de dimensionnement. L’objectif final sera de valider les méthodes de dépôt sur le cuivre via le procédé Sol-Gel et de jauger l’influence de l’utilisation de ce nouveau fil sur la puissance massique d’une machine optimisée pour un fonctionnement à 400°C.
