Hugues Fabrice Zango a soutenu ses travaux de thèse le
Vendredi 22 décembre 2023
À la Faculté des Sciences Appliquées dans l’amphithéâtre 1 devant le jury composé de :
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Pr Xavier MININGER, CentraleSupélec, Rapporteur
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Pr. David BOUQUAIN, Université de Franche Comté, Rapporteur
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Pr Jean-Philippe LECOINTE, Université d’Artois, Directeur de thèse
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Dr Rémus PUSCA (HDR), Université d’Artois, Examinateur
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Pr Michel HECQUET, Centrale Lille, Co-directeur de thèse
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Pr Abdelmounaim TOUNZI, Université de Lille, Examinateur
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Pr Brayima DAKYO, Université du Havre, Examinateur
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René BRUNONE, Société TECHMI, Invité
Fabrice a soutenu brillamment ses travaux de thèse ce vendredi 22 décembre. Après avoir été sacré champion du monde de triple saut à Budapest, en août 2023, il a obtenu le grade de docteur de l’université d’Artois. Le jury l’a unanimement félicité sur la qualité de ses travaux ainsi que d’avoir su mener, en parallèle, une carrière d’athlète de haut niveau et des travaux de recherche au LSEE pour la société TECHMI.
Il est soulagé et fier d’avoir terminé ses études en obtenant le grade de docteur.
Résumé de la thèse
Le travail présenté dans cette thèse consiste à concevoir un système innovant de motorisation pour une application industrielle spécifique, un convoyeur longue distance. Le coeur du travail porte sur le choix et le design du moteur électrique, apte à fonctionner dans des conditions thermiques et environnementales dures. La première partie du travail est une étude comparative dont le but est d’analyser la topologie de moteur électrique la mieux adaptée au cahier des charges. Le choix s’est arrêté sur deux structures inversées de type synchrone, la première étant à reluctance variable à double saillance (MRVDS), la deuxième de type synchro-reluctante. Les efforts se sont ensuite particulièrement concentrés sur la MRVDS à rotor inversé, idéale avec sa structure élémentaire, ses bonnes caractéristiques électromagnétiques et des moyens actuels de contrôle. Le dimensionnement des 2 machines est fortement contraint avec un volume réduit, une température ambiante pouvant être élevée (60°C) et un rendement minimal à atteindre, conforme aux exigences normatives actuelles. La deuxième partie du travail a consisté à dimensionner les deux machines, par des méthodes analytiques et numériques. Une première approche a été menée sur des MRVDS à rotor interne, l’objectif étant d’analyser la précision de modèles analytiques de dimensionnement par comparaison à des résultats obtenus par modélisation numérique de type éléments finis. Une adaptation des méthodes analytiques de dimensionnement a été réalisée pour une MRVDS à structure inversée, notamment en prenant en compte la saturation du circuit magnétique et en calculant les pertes fer. La recherche de la machine optimale a été abordée en deux temps, d’abord par des plans d’expériences, puis avec des algorithmes génétiques et SQP. Les résultats analytiques optimisés ont été vérifiés numériquement par éléments finis. Une modélisation numérique a également été réalisée pour analyser le comportement thermique du moteur. Les données capitalisées ont été par la suite utilisées sous Simulink afin de simuler la machine en fonctionnement dynamique pour différentes configurations de commande. Un travail de dimensionnement d’un moteur de type synchro-reluctant a également été réalisé. La troisième partie porte sur le dispositif expérimental. Un prototype de MRVDS, réalisé sur la base des résultats théoriques obtenus, a été caractérisé en termes de couple et rendement. L’analyse comparative entre les résultats de simulation et expérimentaux conduit à des différences pouvant atteindre jusqu’à 30% pour les pertes fer et 20% pour les valeurs d’inductance en position de conjonction. Les résultats sont comparés aux performances d’une machine Brushless commerciale de faible puissance initialement identifiée. Le manuscrit présente à la fin du manuscrit le système d’alimentation du convertisseur de la machine envisagé par une installation à panneaux photovoltaïques.
