Outils de modélisation, conception, optimisation

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Les industriels de l’électrotechnique utilisent de plus en plus des outils de modélisation permettant de calculer les champs électromagnétiques afin de disposer de véritables prototypes virtuels (cf fig 1). Pour que ces outils soient économiquement viables, les résultats numériques se doivent d’être au plus près de la réalité, au prix de temps de calcul acceptables. L’objectif visé, dans le projet OMCO, est de développer des méthodes et des outils afin de répondre au mieux à ces attentes. Il s’agit d’un des axes de travail majeurs du L2EP ; un laboratoire commun avec EDF, le LAMEL a été créé pour les besoins de ces développements.

modelisation-conception-optimisationThèmes de recherche développés :

  • Le développement de modèles analytiques ou numériques prenant en compte les aspects multi-physiques des dispositifs électrotechniques, tels que :
    • les lois de comportement magnétiques des matériaux impactées par des contraintes thermiques et/ou mécaniques durant les phases de fabrication ou d’utilisations des actionneurs électriques
    • la prise en compte de l’environnement des dispositifs afin de se rapprocher des conditions réelles d’utilisation avec le système d’alimentation, les charges électriques ou mécaniques variables dans le temps.
  • Le développement de méthodes d’optimisation afin de disposer d’outils de conception les plus rapides et fiables possibles.
  • L’évaluation de la qualité de la solution versus le temps de calcul nécessaire à la résolution d’un modèle numérique. Ce point est crucial pour interpréter correctement les résultats issus d’un prototype virtuel et la réduction des temps est nécessaire pour qu’une étude soit économiquement viable. (la figure 2 présente la distribution de l’erreur numérique pour une machine asynchrone).
  • La prise en compte des incertitudes au niveau des dimensions géométriques d’un dispositif et des lois de comportement des matériaux. L’idée est de propager les incertitudes introduites lors de la phase de fabrication dans les modèles numériques afin d’en étudier leurs influences sur les grandeurs d’intérêt tel que des courants électriques ou bien encore des couples mécaniques.

L’axe OMCO est transversal aux autres axes. Des interactions fortes existent avec les axes MCIE sur les aspects matériaux magnétiques et MSIE et EEE sur la modélisation et l’étude de machines  spécifiques lors de fonctionnement nominal ou en défaut.

Quelques industriels impliqués :

EDF, Valeo, Eomys, Bernard et Bonnefond, Auxel, Jeumont Electric, etc.

Nos axes R&D