Optimisation des installations de chauffage de billettes par induction électromagnétique dans l'industrie de la forge afin d'améliorer son efficacité énergétique

par Bernard Paya

Projet de thèse en 2MGE : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie


Sous la direction de Luc Salvo.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de I-MEP2 - Ingénierie - Matériaux, Mécanique, Environnement, Energétique, Procédés, Production , en partenariat avec Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés (laboratoire) depuis le 01-04-2017 .


  • Résumé

    La première partie du mémoire donne un panorama de trente années de recherche au sein de la Direction R&D d'EDF dans le domaine du chauffage par induction dans l'industrie. La deuxième partie présente une synthèse des travaux scientifiques les plus marquants qui ont abouti à la réalisation d'un logiciel d'optimisation des installations de chauffage par induction de billettes dans l'industrie de la forge afin d'en améliorer les performances énergétiques. On y aborde des sujets aussi divers que la modélisation numérique du chauffage par induction avec le calcul couplé électromagnétique et thermique, la modélisation des générateurs de fréquence et leur interaction avec le calcul électromagnétique, le calcul des pertes dans les inducteurs selon leur conception et l'étude de leur refroidissement, l'obtention des données électromagnétiques des matériaux à l'aide d'un équipement conçu sur-mesure, la validation de ces différents travaux par comparaison avec des modèles numériques plus complexes et avec des expérimentations menées en laboratoire, et la mise en place du processus d'optimisation énergétique de la chauffeuse, soit par action sur les paramètres électriques de la ligne, soit par la conception d'un nouvel inducteur. Mémoire de doctorat présenté dans le cadre de la « Validation des Acquis par l'Expérience »

  • Titre traduit

    Optimisation of billet induction heating devices in forging industry to improve its energy efficiency


  • Résumé

    The first part of the dissertation gives an overview of thirty years of research in the frame of EDF R&D Division in the domain of industrial induction heating. The second part shows a summary of the most relevant scientific works which leaded to a software of billet induction heating optimisation for the forging industry in order to improve its energy efficiency. Many subjects are considered including numerical modelling of induction heating coupling electromagnetic and thermal resolution, modelling of frequency inverters and their interaction with the electromagnetic computation, evaluation of the coil Joule losses depending on the conductor shape and the study of their cooling, measurement of material electromagnetic data using a tailor-made equipment, validation of these different works by comparison with more complex numerical models or with laboratory experiments, and the implementation of the energy optimisation process of the heater either by acting on the electric parameter of the forging line or by designing a new induction coil. PhD dissertation presented in the frame of the “Validation of Professional Experience”