Abstract FR:

On présente dans cette thèse la mise en place d'un système de simulation numérique du comportement mécanique d'un lanceur électromagnétique à rails tenant compte de la répartition des forces de volume dues à la distribution des courants et des champs magnétiques dans les rails et le projectile. Le système de simulation numérique est basé sur 3 codes de calcul: 1) le calcul des caractéristiques du circuit électrique; 2) le calcul des distributions de courant et de champs électromagnétiques (3d); 3) le calcul des contraintes et déformations dynamiques (3d). Il est également possible de se baser sur les données expérimentales. Les résultats obtenus ont été comparés aux résultats d'expérimentations effectuées sur deux lanceurs : l'un de calibre 15 mm, l'autre 50 mm, mettant en jeu des courants de 600ka et 2ma respectivement. Rappel du principe d'un lanceur à rails : les lanceurs électromagnétiques à rails sont des accélérateurs utilisant les forces de Laplace. C'est-a-dire qu'entre deux rails conducteurs se trouve un projectile, glissant conducteur, que l'on appelle pont de courant (typiquement un plasma ou un conducteur solide), qui, sous l'action du courant circulant dans les rails, est soumis à une force de Laplace. Le travail de simulation mécanique s'est déroulé en trois phases: 1) la première : l'analyse bidimensionnelle, qui a permis de caractériser les phénomènes physiques a prendre en compte, de déterminer les lois applicables; 2) avec la 2ème étape on a abordé l'analyse tridimensionnelle et pris en compte les variations des distributions de courant et des champs magnétiques pendant le déplacement du projectile; 3) enfin, la 3eme étape a consisté à coupler les deux codes, électromagnétique et mécanique, tridimensionnels et modéliser ainsi fidèlement les variations des forces de volume naissant de l'interaction des courants et des champs magnétiques.