Abstract FR:

Ce travail porte sur l'étude et la modélisation du mouvement à l'aide de codes de calcul numérique en 3D de machines à grande vitesse. Certains types de machines comme les machines homopolaires et les microactionneurs électrostatiques nécessitent des modèles de type éléments finis possédant une procédure de prise en compte du mouvement. Dans une première partie, nous présentons une étude bibliographique sur les développements récents de la méthode des éléments finis. La modélisation des courants induits, les méthodes de prise en compte du mouvement ainsi que les méthodes de résolution des systèmes algébriques sont plus particulièrement développées. Dans la seconde partie, nous utilisons un code de calcul par éléments finis en 3D pour calculer les fuites magnétiques importantes induites par la saturation et calculer les pertes par courants induits qui prennent naissance dans le rotor. La première étape consiste à caler le modèle par comparaison des résultats de simulation et de mesures en régime statique. La seconde étape consiste à mettre en place un modèle linéaire équivalent au modèle saturé afin d'optimiser les temps de calculs nécessaires à l'estimation des pertes. Les modèles numériques développés sont validés par des mesures expérimentales. Dans une dernière partie, nous proposons une méthode de prise en compte du mouvement en 3D, l'Overlapping eLement Method (OLM). Intégré dans un code de calcul par éléments finis que nous avons développé, nous la validons à travers d'un microactionneur électrostatique conçu par le LAAS. Nous étudions ensuite l'influence de cette méthode sur la vitesse de convergence de l'algorithme de résolution du système algébrique obtenu par discrétisation. L'algorithme de résolution est du type gradient conjugué avec un préconditionnement SSOR ou ICCG. Nous comparons enfin l'OLM avec d'autres méthodes de prise en compte du mouvement telles que la méthode de la bande de mouvement ainsi que la méthode de la surface de glissement.