Département d'Electrotechnique

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Gestion d’énergie d’une source d’alimentation hybride PEMFC - BATTERIES - supercondensateurs appliquée aux véhicules électriques
(FGEI.UMMTO, 2023) Moualek Riad
Cette thèse, intitulée "Gestion d'énergie d'une source hybride PEMFC - batteries - supercondensateurs appliquée aux véhicules électriques", explore les défis liés à l'optimisation de l'énergie dans les systèmes de transport électrique. Dans un contexte où la transition vers des solutions de mobilité durable est cruciale, notre recherche vise à améliorer l'efficacité et l'autonomie des véhicules électriques en intégrant plusieurs sources d'énergie. Dans le premier chapitre, nous avons réalisé un état de l'art approfondi sur les technologies des véhicules électriques, en mettant l'accent sur les piles à hydrogène (PEMFC), les batteries et les supercondensateurs. Nous avons analysé les avancées technologiques et les limitations de chaque type de source d'énergie, en soulignant l'importance des systèmes hybrides pour répondre aux besoins énergétiques des véhicules modernes. Ce chapitre met en lumière les défis liés à la gestion de l'énergie, à la durée de vie des composants et à la recherche d'un équilibre entre performance et durabilité. Le deuxième chapitre est consacré à la modélisation des différentes sources d'énergie et des convertisseurs DC-DC. Nous avons développé des modèles mathématiques permettant de simuler le comportement dynamique des systèmes hybrides. Les convertisseurs BUCK et BOOST sont présentés comme des éléments clés pour gérer la tension et optimiser le flux d'énergie. Un convertisseur BUCK est réalisé afin d’émuler la dynamique de la pile à hydrogène et réaliser ainsi la source d’énergie primaire et principale de notre système, tandis que le convertisseur BOOST élève la tension à la sortie de l'émulateur de la PEMFC, garantissant une tension stable sur le bus d'alimentation. Ces modèles ont été validés par des simulations numériques qui ont montré leur capacité à représenter fidèlement le fonctionnement du système. Dans le troisième chapitre, nous avons étudié les méthodes de gestion d'énergie les plus courantes dans la littérature. Ce chapitre se concentre sur les stratégies de contrôle qui optimisent l'utilisation des différentes sources d'énergie. Nous avons examiné des approches telles que la gestion prédictive, le contrôle par rétroaction et les algorithmes d'optimisation. Ces méthodes permettent de répondre aux variations de la demande énergétique du véhicule tout en préservant la santé des batteries et des supercondensateurs. Une attention particulière a été portée à la gestion en temps réelle et à la manière dont cette stratégie peut être adaptée à des conditions de conduite réelles, maximisant ainsi l'efficacité globale du système. Le quatrième chapitre présente les résultats expérimentaux de notre recherche. Nous avons présenté et implémenté, en utilisant MATLAB Simulink via l’interface dSPACE 1103 une méthode de gestion en temps réel couplé à la méthode déterministe. Nous avons à cet effet prédéterminé les différents niveaux de tension de chaque source utilisée en les contrôlant en temps réel à l’aide d’un algorithme réalisé sous l’interface Simulink. Pour réaliser la PEMFC nous avons utilisé une source d'alimentation continue associée à un convertisseur BUCK, assurant ainsi une tension de sortie adéquate et conforme à la dynamique d’une PEMFC. La tension de la pile à combustible ainsi réalisée, est appliquée au Bus d’alimentation via un deuxième convertisseur de type Boost élevant la tension de sortie de l'émulateur de la PEMFC à un niveau adéquat. Les batteries sont directement connectées au bus d'alimentation, ce qui permet un accès rapide à l'énergie stockée. Par ailleurs, un convertisseur de type buck-boost a été conçu et réalisé pour gérer le flux d'énergie entre les batteries et les supercondensateurs. Ce système hybride a permis d'optimiser la distribution de l'énergie, garantissant que les besoins de puissance instantanés du véhicule sont satisfaits efficacement. Les résultats expérimentaux démontrent une amélioration significative de l'autonomie et de l'efficacité énergétique, validant ainsi notre approche de gestion d'énergie. En conclusion, nous espérons que cette thèse apporte une contribution significative à la recherche sur les véhicules électriques, en proposant une approche intégrée pour la gestion d'énergie dans des systèmes hybrides. Les résultats obtenus ouvrent la voie à des applications pratiques dans le domaine des technologies de transport durable, tout en offrant des perspectives pour de futures recherches sur l'optimisation de l'énergie dans des systèmes de transport et de stockag
Contribution à l’étude du comportement d’isolants solides organiques sous vieillissement naturel sur site
(FGFEI.UMMTO, 2024-04-27) Tagzirt Sarah
Notre thèse entre dans la thématique de recherche sur le vieillissement des câbles haute tension isolés au polyéthylène réticulé sous l’action de contraintes environnementales. L'isolation XLPE est largement utilisée dans les câbles électriques en raison de ses propriétés excellentes. Cependant, le XLPE similaire à d'autres matériaux polymères peut perdre ses propriétés d’usage à cause des environnements vieillissants. Pour atteindre une bonne précision dans la prédiction de la durée de vie utile des polymères, tous les aspects de son environnement de service doivent être pris en compte, ceci est mieux accompli en effectuant un vieillissement naturel. Dans ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés au vieillissement naturel de la couche isolante en XLPE des câbles haute tension dans deux sites différents. Le premier site est caractérisé par un climat marin avec un taux d'humidité élevé, une forte teneur en sel, des variations saisonnières de température et des rayonnements concomitants. Le second est un environnement désertique caractérisé par des températures très élevées qui peuvent atteindre 50°C, couplées à de fortes doses de rayonnement solaire. Différentes techniques expérimentales ont été utilisées afin de déterminer les modifications éventuelles des propriétés diélectriques, mécaniques et physicochimiques, présentant un intérêt. Les résultats trouvés confirment la dégradation des échantillons XLPE à l’échelle moléculaire, microstructurale et macroscopique. De plus, il s’est avéré que la cinétique de dégradation dans le site désertique est plus grande par rapport à celle du site marin. Ce qui est attribuable au rayonnement UV et aux températures très élevées caractérisant les régions désertiques. Cette combinaison apporte une synergie qui conduit à l’accélération des réactions de photo et de thermo-oxydation.
Caracterisation d'un isolants solide sous contraintes électrique et thermique
(FGEI.UMMTO, 2022-12-05) Belhiteche El hadi
Dans cette thèse, nous présentons le comportement diélectrique et physico chimique de la silicone rubber (SIR) utilisé dans l’isolation électrique, vieilli thermiquement et sous décharge corona. Des essais diélectriques et physico chimique ont été effectués sous vieillissement thermique sur des échantillons de SIR. Nous mesurons la résistivité transversale ρs, la constante diélectrique, le facteur de pertes diélectriques, l’hydrophobicité et le potentiel de surface Vs avant et après vieillissement. Cette caractérisation a été complétée par l’analyse FTIR-ATR et observations au MEB et AFM. Les résultats sont hautement reproductibles et mettent en évidence une bonne corrélation entre Vs et ρs. Il a été observé que le vieillissement thermique combiné au vieillissement électrique détériore davantage les propriétés électriques du polymère que le vieillissement thermique seul.
Caractérisation des materiaux composites par la technique non destructive des courants de foucault
(FGEI.UMMTO, 2023) Mahmoudi Thinhinane
La méthode du Contrôle Non Destructif par Courant de Foucault (CND-CF) s’applique sur les matériaux électriquement conducteurs et est basée sur l’interaction entre une source de champ magnétique (bobine) et un matériau conducteur. Les matériaux composites, en particulier à fibres de carbone CFRP, électriquement conducteur font l’objet principal de notre étude. Ils se caractérisent non seulement par leurs légèretés, mais aussi leurs robustesses et coût de revient, chose particulièrement intéressante lorsque le gain en masse tout en ayant de bonnes caractéristiques est recherché. Toutefois, ces matériaux présentent des défauts introduits soit lors du processus de fabrication (porosités, délaminage...) ou lors de la mise en service, il est donc impératif de mesurer ces défauts dans le but d’en garantir la fiabilité et la sûreté. Le présent travail s’inscrit dans cette optique et dont le principal objectif est de caractériser les matériaux composites par la technique non-destructive des courants de Foucault. La méthode de résolution à laquelle on a eu recours se trouve être la méthode des éléments finis stochastique intrusive permettant le traitement et post-traitement du problème en une seule étape, comparaison de la variation d’impédance obtenue avec les valeurs expérimentales.
Modélisation semi-analytique de la caractérisation non destructive par courant de Foucault des pièces industrielles
(FGEI.UMMTO, 2023-02-14) Sidi Ahmed Katia
Le travail présenté dans cette thèse est divisé en deux parties principales : La première partie traite de l'inspection de la profondeur de durcissement au laser via le module industriel 3MA- courant de Foucault en combinant la modélisation numérique et l’expérience. Le processus de traitement de durcissement entraîne une différence de microstructure entre la surface et la masse, (le matériau est décrit comme une multicouche : zone affectée (dure) et zone non affectée (magnétique couche cœur)) ce qui engendre diverses signatures dans les signaux de courant de Foucault. Les paramètres mesurés par courants de Foucault sont calculés par éléments finis. L'échantillon est sollicité à un faible niveau d'induction, dans le domaine de Rayleigh. L'approche de validation montre une bonne précision entre les signaux CND mesurés et simulés. En outre, la profondeur de la peau est évaluée avec précision. Il est également démontré que l'approche de validation complète prend en compte tous les éléments requis pour une validation afin de remplir un étalonnage virtuel. La deuxième partie met en évidence la robustesse de la méthode semi-analytique appelée 'Champs électromagnétiques couplés' MCEC. L'objectif est de caractériser par le module commercial 3MA-courants de Foucault l’acier et l’aluminium en faisant varier le lift-off et les fréquences. Dans ce but, un code MCEC est développé et adapté au module 3MA à courants de Foucault pour le calcul de la tension induite autour de la bobine réceptrice des courants de Foucault, en tenant compte de la profondeur de peau de l'échantillon. Les signaux issus de la simulation sont comparés aux données expérimentales et montrent une grande précision. En outre, la profondeur de pénétration de l'aluminium est déterminée en faisant varier le lift-off. Il a été souligné que le dispositif à courants de Foucault 3MA offre une plus grande sensibilité de détection, même avec des valeurs de lift-off plus importantes, jusqu'à 2mm.
Diagnostic et commande tolérante aux défauts d'une chaîne de traction d'un véhicule électrique
(U.M.M.T.O F.G.E.I, 2024-04-28) Ouamara, Dehbia
Le marché mondial de l'automobile est en pleine mutation pour deux raisons principales. Le premier est la diminution des réserves de combustibles fossiles et la seconde est la prise de conscience de l'impact des émissions de gaz sur le réchauffement de la planète. Le recours à l'électrification des véhicules représente donc un enjeu clé pour atteindre ces ambitions, Diverses activités de recherche ont été entreprises dans ce contexte, au cours des dernières années, dans le but de développer de nouvelles architectures de diagnostic qui améliorent la fiabilité des technologies existantes tout en veillant à respecter les contraintes de coût, d'efficacité et de sécurité. Dans ce cadre, l'objectif de cette de thèse est de développer et de proposer une ou plusieurs techniques de diagnostic de défauts d’une chaîne de traction d’un véhicule électrique, en traitant le défaut capteur de courant et le défaut court-circuit entre spires. Le défaut capteur de courant a été résolu via une technique de diagnostic basée sur un modèle mathématique du véhicule électrique afin de détecter et de localiser le capteur de courant défectueux sur l'une des phases du stator de la machine asynchrone. Le défaut court-circuit entre spires de l'enroulement du stator de la MAS utilisé dans les applications EV a été traité en combinant le filtre de Kalman étendu et des techniques de traitement de signal avancées. Cela permet d'identifier la phase défectueuse et d'estimer le taux et la caractéristique fréquentiel des défauts, ainsi que leur temps d'apparition.
Etude des décharges électriques apparaissant au niveau du point triple métal/ air/ solide isolant et de leurs effets sur l’isolation électrique
(U.M.M.T.O F.G.E.I, 2023-06-19) Saim Nabila
Cette étude porte sur les isolateurs électriques utilisés dans le domaine de la haute tension sous pression gazeuse. Pour des raisons de coût, réduire la taille du matériel afin de réaliser une optimisation diélectrique est une nécessité. Les points que l'on peut considérer comme particulièrement préoccupants sont la région du point triple : la jonction entre les isolants, les gaz et les métaux, les zones sensibles aux décharges électriques et les particules qui peuvent s'y accumuler. Les particules métalliques ainsi que l’accumulation de charge à la surface isolante peuvent réduire la rigidité diélectrique de cette dernière lorsqu'une surtension est appliquée. A la lumière des points évoqués plus haut, cette étude caractérise expérimentalement et mathématiquement la multitude de phénomènes complexes qui apparaissent en présence de haute tension.
Etude des paramètres influant sur les caractéristiques de la décharge couronne
(U.M.M.T.O F.G.E.I, 2023-11-26) Mekious M'hand
Cette thèse concerne l’étude expérimentale de deux réacteurs à décharge couronne l’un en géométrie pointe-plan et l’autre en géométrie multi pointes-plan. L’étude a porté sur l’influence des paramètres électro-géométriques et de la pression sur les caractéristiques des décharges couronne, sous tension continue, pour ces deux configurations. Les paramètres considérés sont : la distance inter-électrodes, le rayon de courbure des pointes, le matériau de l’électrode active et la pression. L’étude a montré que l’aluminium représente un matériau de choix pour concevoir un réacteur à décharge couronne. L’étude du système multi pointes-plan a porté sur une électrode circulaire composée d’une pointe centrale et huit pointes périphériques. La disposition des pointes périphériques peut prendre quatre positions dépendant de la distance entre elles et la pointe centrale. L’étude a montré que le courant augmente avec l’augmentation de la distance entre la pointe centrale et les pointes périphériques. Quand la distance inter-électrodes dépasse une certaine valeur, l’efficacité du réacteur à plasma diminue pour les grandes distances entre la pointe centrale et les pointes périphériques. Enfin, il intéressant de travailler à basse pression si l’on veut avoir un courant de décharge élevé avec une faible tension
Asservissement visuel coordonné d’un robot mobile
(U.M.M.T.O F.G.E.I, 2023-07-03) Mohand Saidi Sabrina
Le travail présenté dans cette thèse consiste à développer une méthode de navigation efficace et sûre d'un robot mobile à roues non holonome dans un environnement d’intérieur. La première partie de ce travail consiste en la commande par PID flou afin de permettre au robot de naviguer à la vitesse désirée, et la seconde partie propose un système d'évitement d'obstacles basé sur la vision pour naviguer en toute sécurité au-delà des obstacles. Dans ce travail, un robot mobile à roues à entraînement différentiel est contrôlé en vitesse à l'aide d'un contrôleur PID flou, qui combine un contrôleur flou avec un PID conventionnel dans le but de réajuster les gains de ce dernier en temps réel. L’environnement peut contenir une gamme d'obstacles de forme et de taille arbitraires. Une caméra monoculaire est utilisée pour détecter les obstacles pendant le processus de navigation. Pour permettre à un robot de naviguer dans un espace d’intérieur tout en évitant les obstacles, une approche de traitement d'image basée sur la méthode de traitement par zone d'intérêt a été utilisée pour la détection d’obstacles et une méthode inspirée des algorithmes des bugs a été utilisée pour l’évitement d’obstacles. L'objectif de cette recherche est de développer et d’implémenter un régulateur de vitesse PID flou sur un robot réel, ainsi qu'un système visuel simple et efficace d'évitement d'obstacles. Le logiciel MATLAB est utilisé pour implémenter le système de contrôle. GUIDE (Graphical User Interface Development Environment) a permis la création d'interfaces utilisateur graphiques. Ces interfaces facilitent la manipulation et la visualisation du système en temps réel. Pour valider les approches proposées, des expériences ont été réalisé avec le robot mobile non holonome dr Robot i90.
Modélisation et commande d’un convertisseur multicellulaire parallèle
(UMMTO FGEI, 2023-12-03) Kais Dyhia
Ces dernières années, la quête de haute performance telles que la densité de puissance, l’efficacité et la dynamique a engendré l'émergence des convertisseurs multicellulaires. Le sujet de cette thèse concerne l’étude d’une catégorie de convertisseurs de puissance nommé convertisseurs multicellulaires parallèles (CMP). Ces dernières sont particulièrement adaptées pour le contrôle des équipements de haute puissance. La configuration de ces convertisseurs est fondée sur une combinaison de plusieurs cellules de commutation reliées via des inductances indépendantes, connues également sous le nom d’inductances de liaison. L'un des avantages majeurs de ces convertisseurs, est la capacité à générer un courant de sortie qui est multiplié par un facteur N (nombre de cellule) par rapport au courant d'entrée du convertisseur et d'améliorer le contenu spectral. Afin d'améliorer les performances et la qualité énergétique fournie à la sortie des convertisseurs multicellulaires parallèles, ainsi que pour obtenir une distribution du courant uniforme sur chaque branche, l'étude présentée dans cette thèse vise à développer différentes méthodes de contrôle. Parmi ces techniques figurent la commande MLI, la commande par le régulateur PI, la commande basée sur la logique floue, ainsi que la commande par mode glissant. Les performances des diverses stratégies de contrôle élaborées dans ce travail ont été vérifiées par simulation au moyen du logiciel Matlab/Simulink. De plus pour démontrer la capacité de ces techniques de commandes, une mise en œuvre pratique a été effectuée dans l’unité de recherche LATAGE, avec la réalisation d’un convertisseur à 3 cellules. Cette dernière a été ratifiée par la mise en œuvre sur la carte DSPACE 1104.
Prototypage virtuel des machines electriques : modélisation numérique multi-physique dédiée à la conception optimale et au diagnostic.
(UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI TIZI-OUZOU, 2021-02-27) Abba, Faiza
L'objectif de ce travail de thèse est la modélisation multi-physique de dispositifs électromécaniques, par couplage des modèles d'équations du champ électromagnétique en régime transitoire avec le modèle d'équations mécaniques du mouvement et de la déformation structurelle, dédiée à la conception optimale et au diagnostic par contrôle non destructif (CND). La résolution numérique des modèles multi-physiques mis en œuvre intégrant les non-linéarités magnétiques par l'algorithme de newton-Raphson dans un schéma en pas a pas dans temps, le calcul des densités de forces magnétiques responsables du mouvement et de la déformation, est basée sur la méthode des éléments finis (2D) sous environnement Matlab. Les modèles numériques sont été appliqués d'une part à une machine à induction à cage dont le dimensionnement est préalablement amélioré par un calcul analytico-empirique, dans le cadre de la modélisation du couplage fort électrique-magnétique en régime transitoire non linéaire. D'autre part la modélisation numérique multi-physique du couplage électrique- magnétique et mécanique de déformation dans les actionneurs électromécaniques, est dédié au (CND) à travers le calcul des profils de la déformation maximale statique en fonction de la densité de force magnétique dans une pièce fortement ferromagnétique, et ce pour différentes amplitudes de la tension d'alimentation, du lift-off, et de la conductivité électrique.
Développement de méthodes de réduction de systèmes et application au calcul électromagnétique stochastique
(UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI TIZI-OUZOU, 2019-10-23) Berkache, Azouaou
La méthode des éléments finis stochastiques SFEM est une extension de l'approche déterministe classique pour la solution de problèmes stochastiques. Elle a fait l'objet d'une attention considérable en raison du développement rapide de la simulation informatique, de la modélisation mathématique et du calcul scientifique pour prédire et comprendre le comportement des dispositifs électromagnétiques d'une manière générale. Ce travail comporte deux axes principales le premier porte sur la recherche de certaines caractéristiques de la structure d'études en considérant une propriété physique aléatoire qui suit l'évolution de loi normale telles que les grandeurs physiques et géométriques représentées par des variables aléatoires, par un traitement statistique en se fiant aux grandeurs statistiques. Le deuxième concerne la mise en œuvre de modèle exploitant la réduction de matrice et son application dans l'évaluation de grandeur électromagnétique dans les structures à couches minces, par l'introduction du calcul stochastique dans le modèle de réduction.
Etude de l'interaction décharge électrique/surface d'un solide isolant
(UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI TIZI-OUZOU, 2019-07-11) Kireche, Nora
Dans ce travail expérimental, nous avons traité l'effet de la décharge couronne sur les propriétés des solides isolants, en particulier le PMMA. Des tests de vieillissement électrique ont été réalisés et la dégradation de la surface du polymère a été étudiée et analysée en utilisant plusieurs techniques. La surface dégradée du PMMA a été observée en utilisant des analyses MEB, EDX, AFM et FTIR. En outre, pour étudier le comportement de l'isolant avant et après son exposition aux décharges électriques, nous avons mesuré sa permittivité relative, son facteur de dissipation et son indice de pertes diélectriques. Les caractéristiques des impulsions de courant associées aux décharges de surface ainsi que la capacité qu'a l'échantillon à piéger la charge sous irradiation électronique ont été évaluées. Les résultats obtenus montrent que la décharge couronne provoque une atténuation des performances du solide isolant. Ainsi, une évolution des propriétés diélectriques, des changements structurels et une détérioration de la morphologie de surface avec le vieillissement ont été remarquées
Modélisation de phénomènes électromagnétiques basses fréquences : Application au magnétisme du navire
(UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI TIZI-OUZOU, 2019-09-22) Mouas, L'hocine
La contrainte thermique peut être utilisée pour contrôler la force du champ magnétique généré par les matériaux ferromagnétiques. Cet effet est utilisé pour réduire les risques magnétiques dans la coque d'un navire. Dans la présente étude, nous allons discuter de l'utilité de cette technique pour réduire les pertes magnétiques dans les tôles marines - utilisées dans la construction de coques de navires - en utilisant un matériau ferromagnétique, à savoir l'acier de construction (S235). La caractérisation de ce métal est réalisée en utilisant le cadre Epstein dans un champ alternatif à une fréquence de 50 Hz. Une étude récente a été menée par la société algérienne Electroindustries d’Azaaga. L'expérience consistait en deux échantillons de quatre tôles d'acier de 4 mm d'épaisseur. Un échantillon a été soumis à une température de recuit de normalisation de 912 ° C pendant trente minutes, puis suivi d'une période de refroidissement lent dans le même four. Ensuite, une comparaison est faite entre les résultats de l'expérience avec et sans la température derecuit de normalisation. Les courbes B-H expérimentales obtenues sont ensuite intégrées avec succès dans le code d'éléments finis développé sous le logiciel MATLAB, à l'aide du modèle d'hystérésis de Rayleigh. Les résultats des simulations obtenus conformes aux mesures précédentes.
Amélioration des performances des convertisseurs électromécaniques basés sur la machine synchrone à aiments permanents
(UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI TIZI-OUZOU, 2020-06-29) Abdellaoui, Hassina
Ce travail porte essentiellement sur la contribution à l'amélioration d'un système entraînement électrique à vitesse variable (véhicule électrique hybride) basé sur la MSAP alimentée par un onduleur de tension (VSI) triphasé n-niveaux à structure NPC. La vitesse de la MSAP est asservie en utilisant des régulateurs non-linéaires. Le véhicule est alimenté par une source d'énergie hybride composée d'une pile à combustible et d'un super-condensateur (FC/UC). Une stratégie de gestion d'énergie à base de la logique floue est adoptée afin de gérer l'énergie transférée des sources vers la charge. L'implémentation de ce modèle a été effectuée sous l'environnement Matlab-Simulink et les résultats ont été obtenus avec le nouveau cycle de conduite européen (NEDC). Les résultats de la simulation ont montré qu'en augmentant le nombre de niveaux d'onduleur, nous avons obtenu une tension qui s'approche de la sinusoïde avec un minimum de distorsion harmonique et les caractéristique de la source d'énergie (FC/UC) du VEH sont améliorés. Enfin, la comparaison entre les onduleurs NPC à 3, 5 et 7 niveaux a montré que l'onduleur à 7 niveaux est le plus efficace pour améliorer les performances et la durée de vie de la source FC/UC et du VEH et il est très utile afin de pouvoir maintenir les performances de fonctionnement de VEH en cas de défaillances d'un composant semi-conducteur.
Modélisation de structures d’interconnexions et de leur effet sur le fonctionnement des composants microélectroniques.
(UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI TIZI-OUZOU, 2020-10-13) Belhimer, Lounas
Les interconnexions métalliques forment le principal moyen de transport de signaux électriques dans les circuits intégrés. Ils sont actuellement limités par la réduction de leur taille et la fréquence qui ne cesse d'augmenter. Des études montrent que le retard du signal dans un circuit intégré est lié à ses interconnexions. Les limitations sont encore plus accrues dans les technologies nanométriques et les effets indésirables non pris en compte par les concepteurs de circuits intégrés ne peuvent être ignorés en raison de la complexité du réseau d'interconnexion et de la fréquence de commutation de plus en plus élevée. Ce qui engendre un retard de propagation de signal plus élevé. Les résistances des pistes, les inductances des lignes et les capacités parasites interlignes des interconnexions ne cessent d'augmenter entrainant une augmentation considérable du bruit des signaux d'information. Afin d'assurer la compatibilité électromagnétique au niveau du circuit intégré, une réduction efficace des sources de bruits et des origines des perturbations s'avèrent nécessaire. Dans ce contexte, ce travail de thèse a pour objectif la modélisation des phénomènes électromagnétiques et plus concrètement les effets parasites entre les lignes d'un réseau d'interconnexions au sein de circuit intégrés avec comme objectif la prédiction des éventuels problèmes de compatibilité électromagnétique (CEM) de ces circuits intégrés.
Contribution à la modélisation et à la commande d’un système de conversion de l’énergie éolienne à base d’une machine asynchrone à double stator
(UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI TIZI-OUZOU, 2021-01-21) Lounnas, Fatma
Le travail traité dans cette thèse s'inscrit dans le cadre de la modélisation et de la commande d'une machine asynchrone à double stator intégrée dans un système de conversion de l'énergie éolienne. La machine asynchrone à double alimentation est la machine la plus utilisée dans la conversion de l'énergie éolienne, mais la présence de système bagues-balais limite la puissance d'utilisation et exige un entretien régulier, c'est ainsi qu'est née l'idée d'une cascade de machines asynchrones à double alimentation ou d'une machine à double stator. La machine ayant fait l'objet de ce travail est une machine asynchrone à double stator de puissance 1.1kW pour chaque stator, fabriquée par l'Entreprise Nationale des Industries Electrotechniques " ELECTRO-INDUSTRIES " d'Azazga (Tizi-Ouzou). La première partie de ce travail porte sur le développement sous Matlab de deux modèles de la machine, qui permettent l'étude de la machine dans les deux cas de fonctionnement (moteur et génératrice auto-excitée). Un dispositif expérimental a été réalisé à l'effet d'identifier les paramètres électriques et mécaniques de cette machine ainsi que sa caractéristique de magnétisation qui joue un rôle important dans la prise en compte de la saturation. Afin d'exploiter et de valider les modèles développés en utilisant les paramètres identifiés, des essais expérimentaux et des tests par simulation sont effectués. Ainsi deux bancs d'essai expérimentaux ont étés réalisés ; il s'agit d'un essai de démarrage en pleine tension pour valider le modèle du fonctionnement en mode moteur et un test d'auto-amorçage pour valider celui du fonctionnement en mode générateur auto-excité. La deuxième partie traite de la commande en puissance de la machine asynchrone à double stator et l'application de cette stratégie à un système de conversion de l'énergie éolienne à base de ce type de machine. La stratégie de commande adoptée consiste en l'utilisation des régulateurs PI pour un contrôle découplé de la puissance active et réactive échangées entre le stator de puissance de la machine et le réseau. Les paramètres de ces régulateurs sont synthétisés en se basant sur la construction d'un diagramme simplifié de la machine. Une loi de commande en puissance est ainsi développée et appliquée à la génératrice asynchrone à double stator intégrée dans un système de conversion d'énergie éolienne. Les résultats obtenus sont présentés et discutés.
Modélisation et commande d’un convertisseur multicellulaire série
(UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI TIZI-OUZOU, 2019-09-30) Hamida, Mohammed Lamine
Les convertisseurs multicellulaires proposent des solutions innovantes dans le domaine de l’électronique de puissance puisqu’ils permettent la mise en série ou en parallèle des convertisseurs conventionnels. Ils ont comme principaux avantages la segmentation de la puissance et l’amélioration du contenu spectral. Les convertisseurs multicellulaires série permettent la réduction des contraintes en tension et l’augmentation de la puissance délivrée. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse visent à développer des techniques pour l a commande des convertisseurs multicellulaires série à savoir : La commande MLI, la commande découplante, la commande par modes glissants et la commande par réseaux de Petri. Ces commandes permettent d’améliorer les performances et la qualité d’énergie délivrée à la sortie de ces convertisseurs. Comme application, nous avons utilisé l e convertisseur multicellulaire série pour la conduite d’un moteur à courant continu, à l’aide d’un algorithme hybride PI - Réseaux de Petri. Les hautes performances offertes par les différentes techniques de commande développées dans le cadre de ce travail sont vérifiées par voie de simulation à l’aide du logiciel Matlab/Simulink/ Simpower Systems. L’efficacité de quelques techniques de commande ont été validées par une implémentat ion expérimentale sur un banc d’essai réalisé au sein du laboratoire de recherche LATAGE.
Étude du contrôle et de l’évaluation non-destructifs dans les milieux magnétiques
(UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI TIZI-OUZOU, 2019-09-18) Mehaddene, Hamid
Le principe du contrôle non destructif par courants de Foucault (Eddy Curent Non Destructive Testing) est de détecter les variations des courants induits, appelés aussi courants de Foucault. Ces variations étant, bien entendu causées par une modification locale d'une caractéristique de ce milieu. L'objectif de cette thèse est de construire un modèle, dit "inverse", qui, à partir des signaux courants de Foucault, estime la géométrie et les dimensions des défauts de surface dans des milieux magnétiques. Ce travail de recherche est divisé en deux parties principales. La première vise à établir une base de données à partir de l'étude en solution du problème direct en exploitant la méthode des éléments finis, et en résolvant l'équation électromagnétique magnétodynamique 2D sous environnement Matlab. Un premier modèle considérant des matériaux ferromagnétiques à perméabilité magnétique constante (régime linéaire) a été mis en oeuuvre en 2D. Ce modèle a été appliqué pour un exemple de système extrait de la littérature et validé par des résultats expérimentaux. La deuxième partie vise à développer un algorithme d'inversion des courants de Foucault pour caractériser des défauts de surface, pour cela, une technique basée sur les réseaux de neurones artificiels a été utilisée.
Détection des défauts dans les systèmes de conversion d’énergie polyphasés
(UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI TIZI-OUZOU, 2018-09-23) Yassa, Nacera
Dans ce travail la modélisation des machines à aimants permanents et des des machines asynchrone a été présentée avec une approche générale, de façon à avoir une vision plus large sur les modèles. Ce qui nous a permis de définir un modèle unifié, inspiré du modèle simple de ces machines, en s’appuyant sur une approcheCircuits Electriques Magnétiquement Couplés (CEMC).Cette dernière est basée sur la représentation des bobinages de la machine par des circuits électriques distribués sans utiliser aucune transformation. Ce type d’approche offre un modèle de machine flexible, un temps de calcul raisonnable et ne nécessite aucun recours au calcul de champs Application de modèle générale sur une machine triphasée et une machine penta-phasées à aimants permanents en mode sain et mode de défaut, et de courtcircuitstatoriques et une application sur la machine asynchrone cage d’écureuils en présence des défauts de cassures de barres et d’anneaux de cc. Nous avons aussi développé la méthodologie des Circuits Electriques Magnétiquement Couplés (CEMC) que nous avons retenu avec une modélisation multi-spires de la machine synchrone. Cette méthodologie décrit le principe avec lequel le Modèle, ici développe, opère afin de proposer un modèle spécifique à la topologie constitutive et géométrique de la machine à simuler. En second lieu, nous avons utilisé une méthode de traitement de signal de courant statorique à base de la FFT pour détection des défauts statoriques et rotoriques, l’analyse des signatures des courants du moteur" (MCSA).Cette méthode consiste à détecter les défauts par l’étude de certains composants fréquentiels ou par la vérification de la variation de certains des composants déjà existant. Cette méthode est très utilisée car elle est simple, peu coûteuse et la partie expérimentale est facile à exécuter. Elle est très populaire dans la détection des défauts statoriques et plus particulièrement des défauts de court-circuit entre spires de l’enroulement statorique.

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