Optimisation mécatronique de multiplicateurs magnétiques pour le grand éolien

par Melaine Desvaux

Thèse de doctorat en Mécanique et Génie Mécanique / Electronique, électrotechnique et automatique

Sous la direction de Abdel Hamid Ben Ahmed.

Soutenue le 09-07-2018

à Rennes, École normale supérieure , dans le cadre de École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes) , en partenariat avec École normale supérieure - Rennes (laboratoire) , Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (laboratoire) , Université Bretagne Loire (laboratoire) et de Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (laboratoire) .

Le jury était composé de Bruno Dehez, Frédéric Gillot, Bernard Multon, Stéphane Sire.

Les rapporteurs étaient Pierre-Alain Boucard, Christophe Espanet.


  • Résumé

    Afin d’optimiser le coût des éoliennes, on choisit souvent d’insérer entre la turbine et la génératrice un multiplicateur de vitesse mécanique à engrenages. Son intérêt est de réduire le coût de la génératrice électrique via la réduction de son couple mécanique. Malheureusement, les multiplicateurs mécaniques sont sujet à des défaillances qui augmentent le coût de fonctionnement de l’éolienne. Ainsi les coûts de maintenance peuvent devenir si importants que certains industriels cherchent à se passer de ce composant, tout particulièrement dans les applications offshore.Parmi les solutions alternatives aux chaînes de conversion à multiplicateur mécanique, une voie innovante consiste à remplacer le multiplicateur à engrenages par une technologie magnétique. Pour évaluer de façon pertinente une telle solution, il est indispensable d'adopter une approche transversale mécatronique considérant à la fois les aspects magnétiques et mécaniques. Une telle approche est originale et pour la mener à bien, il a été nécessaire de développer des modèles multi-physiques afin d’évaluer les performances. Ainsi, les travaux de cette thèse ont porté sur l'élaboration de modèles électromagnétiques, mécaniques et thermiques de deux architectures de multiplicateurs magnétiques. Pour mener à bien une optimisation globale, ces modèles doivent être très performants en termes de compromis temps de calcul / précision. Nous avons enfin réalisé une optimisation globale des parties magnétiques et mécaniques d'un multiplicateur magnétique pour éolienne multi-mégawatt et montré qu'une approche mécatronique permettait d'obtenir de meilleurs résultats qu'une méthode traditionnelle consistant à découpler les dimensionnements magnétiques et mécaniques.

  • Titre traduit

    Non communiqué


  • Résumé

    Non communiqué.


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