Recherche Avancée

Thèse soutenue

Contribution à l’étude de la conversion d’énergie magnétostrictive : du matériau au dispositif

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Auteur / Autrice : Otmane Lahyaoui
Direction : Vincent Lanfranchi, Nicolas Buiron
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie Électrique : Unité de recherche en Mécanique - Laboratoire Roberval (FRE UTC - CNRS 2012)
Date : Soutenance le 28/02/2019
Etablissement(s) : Compiègne
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche en mécanique acoustique et matériaux / Laboratoire Roberval

Résumé

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Dans cette ère du tout électrique, la demande en technologie électrique est en nette augmentation dans plusieurs secteurs (automobile, ferroviaire et aéronautique). Malheureusement, le bruit et les vibrations d’origine magnétiques provenant de ces technologies restent une problématique préoccupante dans ces moyens de transports, perturbant ainsi le confort des passagers. Sachant que le fonctionnement de ces dispositifs électriques comme les moteurs, les générateurs, les transformateurs repose en grande partie sur les matériaux ferromagnétiques, les principales sources d’émission acoustiques sont la magnétostriction et les forces magnétostatiques. Les travaux de thèse discutés dans ce manuscrit visent à améliorer les connaissances actuelles sur les propriétés magnétiques et magnétostrictives des matériaux ferromagnétiques (NO Fe-3%Si) dans une perspective de compréhension et de maitrise de leur comportement sous différentes sollicitations (contrainte mécanique, effet des fréquences d’excitation. . .). L’étude présentée offre une approche complète d’investigation partant du matériau jusqu’au dispositif électrique. Un premier volet expérimental présente les caractérisations magnétiques et magnéto-élastiques effectuées sur des tôles magnétiques et sur une structure stratifiée. S’ajoute à cela, une étude sur la résonance mécanique induite par la magnétostriction dans une structure stratifiée ressemblant à un transformateur.Un deuxième volet traite de la modélisation du comportement magnétoélastique de la magnétostriction et de son intégration dans un outil basé sur la méthode des éléments finis pour permettre de prédire la magnétostriction sur une structure plus complexe qu’une simple tôle. Enfin, une étude impliquant l’interaction de la magnétostriction avec les forces de magnétiques est décrite avec une comparaison des résultats de simulation avec une méthode analytique et avec des mesures expérimentales.