Abstract FR:

L'apparition dans les années 80 de semi-conducteurs fonctionnant aux fréquents industrielles avec de très faibles pertes a relancé l'étude des machines supraconductrices. L'association d'un induit supraconducteur statique avec un inducteur à aimants permanents conduit à des moteurs couples robustes. Ces structures hybrides très compactes et légères sont destinées aux systèmes embarqués qui nécessitent de forts couples massiques. Les essais menés sur une maquette de petite puissance ont validé le concept et les calculs théoriques. Pour tirer des conclusions sur cette structure hybride originale il convenait de concevoir, construire et tester une machine de taille significative. L'objet de cette thèse est l'étude de définition de ce démonstrateur de 150 kW à 400 tr/min. En vue de la construction, une étude des matériaux utilisés a été menée, notamment sur les composites en fibres de verre. Les contraintes thermiques expliquent la structure, dite air, des moteurs hybrides. Après une réflexion sur la réalisation de l'induit et l'inducteur, la machine a été calculée à partir d'un programme d'optimisation pour maximiser le rendement rapport au couple massique. Le démonstrateur présente de bonnes caractéristiques, principalement limitées par la cryogénie. De nombreuses simulations numériques avec le programme d'éléments finis flux ont permis de mieux apprécier les caractéristiques de la machine. Enfin, l'extrapolation à de plus forts couples donne une idée du seuil de compétitivité de ces moteurs hybrides et gains possibles en termes de poids, encombrement et rendement. Une comparaison avec une solution classique a été menée pour la chaîne de traction du T. G. V.