Monsieur Loïc Cabrel KAPTOUM KUATE
a soutenu ses travaux de thèse le 27 mars 2026 à Rueil-Malmaison en France.
La soutenance portait sur les travaux intitulés :
Contribution à la modélisation prédictive des contraintes électriques dans le bobinage de machines électriques alimentées par des convertisseurs de puissance à commutation rapide pour la traction automobile.
Ces travaux ont été réalisés sous la direction de Stéphane Duchesne et Abdenour Abdelli.
Jury
M. Stéphane Duchesne, Université d’Artois – Directeur de thèse
M. Abdenour Abdelli, IFP Energies nouvelles – Co-directeur de thèse
M. Georges Barakat, Université du Havre – Rapporteur
M. Xavier Margueron, Centrale Lille – Rapporteur
Mme Najla Haje Obeid, IFP Energies nouvelles – Examinatrice
M. François Balavoine, Université d’Artois – Examinateur
M. Philippe Dessante, Université Paris-Saclay – Examinateur
M. Babak Nahid-Mobarakeh, Université McMaster – Examinateur
M. Ralph Sindjui, Johnson Electric – Invité
Résumé de la thèse
Ce travail de thèse s’inscrit dans le contexte de l’électrification croissante de la mobilité, visant à répondre aux enjeux liés au réchauffement climatique. L’augmentation de la densité de puissance ainsi que la réduction des temps de charge des véhicules électriques constituent des défis majeurs pour les systèmes de traction.
L’objectif principal est le développement d’un modèle prédictif permettant d’estimer les contraintes électriques dans le bobinage des machines électriques alimentées par des convertisseurs de puissance à commutation rapide. Ces contraintes, accentuées par l’utilisation de semi-conducteurs à large bande tels que le carbure de silicium et le nitrure de gallium, favorisent l’apparition de décharges partielles susceptibles de dégrader les systèmes d’isolation.
Une méthodologie basée sur un modèle haute fréquence du bobinage, représenté par un circuit équivalent RLC, a été proposée. L’originalité de ce modèle repose sur la prise en compte de la dépendance fréquentielle des paramètres résistifs et inductifs, permettant de mieux représenter les phénomènes transitoires et le contenu harmonique des tensions appliquées.
Les paramètres du modèle sont identifiés à partir de simulations par éléments finis, combinées à des approches analytiques. Le modèle est ensuite simplifié afin d’estimer la distribution des tensions aux bornes des spires, dans les domaines fréquentiel et temporel, notamment grâce à l’utilisation de la transformée de Fourier.
Enfin, la validité du modèle proposé est évaluée expérimentalement. Les résultats obtenus démontrent sa capacité à prédire avec précision les surtensions locales responsables de l’initiation des décharges partielles, contribuant ainsi à l’amélioration de la fiabilité des systèmes de traction électrique.
