Thèse d’Abderrahmane Rebhaoui : utilisation optimale d’acier électrique à grains orientés pour l’amélioration des performances de machines électriques pour chaîne de traction automobile

Abderrahmane Rebhaoui, Chercheur Doctorant de la Faculté de Sciences Appliquées de l’Université d’Artois, au sein de VEDECOM, soutiendra, le lundi 13 mars sa thèse intitulée « Utilisation optimale d’acier électrique à grains orientés pour l’amélioration des performances de machines électriques pour chaîne de traction automobile ».

En raison de la demande croissante de réduction des émissions de CO2, les constructeurs de véhicules électriques sont appelés à améliorer les performances des moteurs de chaînes de traction électrique. Dans ce cadre, le moteur synchrone à flux radial et à aimants permanents (MSAP) s’est généralisé.

L’objectif de cette thèse 

Ce travail de thèse a porté, d’une part, sur l’intégration dans le circuit magnétique statorique d’un matériau à hautes performances, de l’acier électrique à Grains Orientés (GO) et, d’autre part, sur la définition de topologies optimales de circuits magnétiques statoriques exploitant ce matériau.  L’objectif d’intégration de ce matériau non conventionnel pour la conception de machines électriques à flux radial a pour but d’améliorer le rendement et la puissance massique du moteur en vue de maximiser l’autonomie du véhicule et de réduire son empreinte environnementale.

Méthodologie

Les travaux sont divisés en trois parties, ils décrivent dans une première partie les spécificités des tôles GO, les caractéristiques des MSAP à bobinage dentaire et les moteurs intégrant déjà ce type d’acier. La deuxième partie analyse l’impact des jonctions inhérentes aux circuits magnétiques segmentés ; elle présente également les possibilités de modélisation numérique des circuits magnétiques à tôles GO en prenant en compte simultanément saturation et anisotropie. Cette partie introduit enfin deux stators à dents GO rapportées, l’un étant à culasse en tôles à grains non-orientées, l’autre étant totalement en tôles GO. La troisième partie propose une analyse des performances obtenues avec ces deux topologies en les appliquant à un moteur de traction automobile de référence. Les résultats montrent un gain significatif de rendement sur toute la plage de fonctionnement dans le plan couple-vitesse. Une optimisation portant sur la géométrie et le bobinage du moteur montre que, par rapport au moteur initial, la puissance massique peut être améliorée de 34%, le couple volumique de 19% et le rendement nominal de 0.5%.

Abderrahmane a réalisé sa thèse en trois ans, sous la direction de Jean-Philippe Lecointe, Professeur à l’Université d’Artois, ainsi que sous la direction de Sid-Ali Randi, Ingénieur de recherche au sein de VEDECOM.

Le jury sera composé de :

• Rachid IBTIOUEN, Professeur, Ecole Nationale Polytechnique d’Alger – rapporteur
• Georges BARAKAT, Professeur, Université Le Havre Normandie – rapporteur
• Maya HAGE HASSAN, Maître de conférences, CentraleSupélec, Université Paris-Saclay – examinatrice
• Frédéric GUILLON, Maître de conférences, Ecole centrale de Lille – examinateur
• Jean-Philippe MERCIER, Expert systèmes hybrides et moteurs électriques, Renault -examinateur
• Jean-Philippe LECOINTE, Professeur, Université d’Artois – directeur
• Cristian DEMIAN, Maître de conférences, Université d’Artois – co-encadrant
• Randi Sid ALI, Ingénieur innovation de machines électriques, VEDECOM – co-encadrant