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Section 63 - Génie électrique, électronique, photonique et systèmes

Les thèses se rapportant à la section CNU "Section 63 - Génie électrique, électronique, photonique et systèmes"

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  • Conception et implémentation d'un méta-modèle de machines asynchrones en défaut    - Bazine Sadok  -  29 juin 2009

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    Pour mener des recherches en diagnostic de la machine asynchrone sur des défauts essentiellement électriques ou mécaniques, l'outil de simulation est indispensable pour les investiguer. Autant en pratique certains défauts sont quasiment impossibles à réaliser, qu'il est souvent aussi difficile de les reproduire en simulation sans y consacrer un temps de développement très important. C'est pour cela que dans cette thèse, avec l'idée d'utiliser les outils issus du génie logiciel, on s'est donné comme objectif d'automatiser la génération d'un simulateur de la machine asynchrone en défaut. Après un recensement des différentes approches de simulation des machines asynchrones, nous avons développé notre modélisation avec la méthode des Circuits Électriques Magnétiquement Couplés (CEMC). Nous détaillons pas à pas les étapes empruntées par le Méta Modèle, dans un premiers temps, pour modéliser une machine saine, en décrivant les parties élémentaires du modèle jusqu'à la façon de les assembler pour obtenir le modèle de la machine complète. Cela s'est traduit par la génération des mutuelles intrinsèques au stator, intrinsèques au rotor, et des mutuelles stator-rotor, ainsi que la construction des matrices de connexions selon les caractéristiques topologiques du bobinage de la machine. Ensuite, nous avons enrichi ce Méta Modèle par la prise en considération de la présence de défauts de type court-circuit de spires au sein d'une même phase, court-circuit entre phase et terre ou rupture de barres. Nous avons montré comment ce générateur de modèle prend en compte chacune de ces altérations topologiques en faisant les extensions nécessaires aux matrices de connexions et aux matrices du

  • Contribution à la caractérisation du canal de propagation en environnement macrocellulaire urbain à 2.2 GHz    - Dunand Albin  -  19 décembre 2008

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    L'élaboration d'un nouveau système de radiocommunication nécessite toujours une caractérisation de ses performances en terme de qualité. Cela passe notamment par des études de performances de l'interface radio à partir de chaînes de simulation, des études de capacités à partir de bilans de liaison simplifiés. Pour cela, une modélisation complète du canal de propagation est nécessaire. C'est dans ce cadre que s'inscrit cette thèse dont l'objectif est de contribuer à la caractérisation du canal de propagation en environnement macrocellulaire urbain à 2.2 GHz. Les travaux réalisés au cours de la thèse sont présentés dans deux parties distinctes. La première partie traite de l'influence du sens de propagation sur les résultats de caractérisation du canal. Ces travaux ont été réalisés en étudiant théoriquement et expérimentalement la réciprocité du canal de propagation et de transmission. La seconde partie présente une campagne de mesure pour la caractérisation du canal de propagation MIMO en environnement macrocellulaire urbain à 2.2 GHz. La thèse focalise sur l'analyse qualitative des résultats obtenus du fait de la mise en œuvre expérimentale ambitieuse du dispositif de mesure. En particulier, une méthode originale basée sur la superposition des diagrammes spatio-temporels et de photographies panoramiques est présentée pour évaluer la pertinence des résultats de caractérisation obtenus. Ces résultats de caractérisation sont ensuite présentés au travers d'une analyse statistique des paramètres de propagation, d'une étude des résultats de caractérisation spatio-temporelle de la dépolarisation des ondes.

  • Etude avancée des canaux de transmission radio en contexte MIMO : environnements complexes et couplage inter-antennes très large bande    - Pereira Carlos  -  18 décembre 2008

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    L'essor considérable des télécommunications, à travers la conception et le déploiement de réseaux sans-fil de plus en plus performants en termes de capacité d'abonnés et de débit de transmission, témoigne d'un véritable besoin de nos sociétés actuelles. Ainsi, les systèmes envisagés pour répondre à ces attentes doivent fonctionner dans des environnements de plus en plus complexes (milieux urbains denses et/ou intérieurs). Néanmoins, ces types d'environnements présentent la contrainte d'engendrer une propagation des ondes par trajets multiples. Ce phénomène provoque, lors d' une transmission numérique, des risques d'interférences inter-symboles, de chute brutale du niveau de réception, etc... Pour y remédier, un concept tirant profit de la diversité spatiale et considérant plusieurs antennes à l'émission et à la réception (MIMO : "Multiple Input Multiple Output") a été développé. Celui-ci permet, dans le contexte des réseaux de communication personnels et métropolitains, de répondre aux attentes des abonnés quant à la rapidité et à la qualité des communications numériques. Le canal de transmission en devient ainsi un élément central et l'analyse de ses propriétés représente un enjeu important et un sujet de recherche actif. Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre d'une étroite collaboration entre le Département SIC-XLIM de l'Université de Poitiers et le Département Micro-Ondes de Télécom Bretagne (Brest). Son objectif est double et concerne - d'une part, l'influence de la modéisation de l'environnement sur la caractérisation du canal MIMO par l'intermédiaire d'un simulateur de propagation à tracé de rayons. Plus précisément, ce travail se concentre sur l'aspect géométrique de la modélisation et dans une moindre mesure sur l'influence des propriétés électriques des matériaux; - d'autre part, la question du couplage entre antennes, provoqué par la proximité de celles-ci. La modélisation de ces dernières, issue de précédents travaux menés aux Département Micro-ondes, est tout d'abord rappelée. Elle est ensuite appliquée aux résultats de simulation par une approche rayon. Enfin, la modéisation du couplage entre antennes est reprise pour intégrer pleinement les propriétés de polarisation des antennes. Cette étude est étendue au contexte Ultra Large Bande (ULB) pour lequel de très grands débits de transmission sont considérés. Cette ultime étape permet d'évaluer les bénéfices et les limitations de la modélisation antennaire développée pour finalement dégager les perspectives possible de ce travail de thèse.

  • Modélisation multi-fréquences du canal de propagation    - Tesserault Guillaume  -  11 décembre 2008

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    Ces dernières années ont été le témoin d'un fort développement des systèmes de communication sans fil. Dans ce contexte, de nombreux problèmes techniques et économiques sont apparus lors des phases de planification, de déploiement et d'optimisation des réseaux radio mobiles. Pour y remédier, les opérateurs utilisent des outils d'ingénierie dédiés qui permettent de résoudre certains problèmes tels que le calcul de couverture, le dimensionnement, la détermination des zones de Hand-Over, les interférences, l'affectation de fréquence, l'optimisation antennaire, la localisation du trafic, etc. Parmi les fonctionnalités indispensables à ces outils d'ingénierie radio mobiles figurent les modèles de prédiction de champ. Également appelés modèles de propagation d'ondes, ils sont implantés dans les outils d'ingénierie et permettent aux concepteurs de réseaux radio mobiles de déterminer les zones de couverture des stations émettrices et d'en déduire les zones d'interférences. Fournissant des informations indispensables à de nombreux outils employés en aval et exploitant les champs prédits, ils occupent une place privilégiée en ingénierie cellulaire. L'objectif de cette thèse est donc de traiter la problématique de la modélisation du canal de propagation en multi-fréquences. Une connaissance plus approfondie de l'effet de fréquence apporterait des réponses précieuses aux nombreuses préoccupations autour de l'UWB et des futurs systèmes MIMO. On s'est attaché à traiter le problème sous différentes formes de modélisation du canal de propagation : l'aspect large bande pour la modélisation des trajets multiples et bandes étroites pour la prévision du champ. Pour cela, deux campagnes de mesures sur des matériaux typiques du bâtiment ont été conçues et réalisées en configuration "in situ" et en chambre anéchoïque. A l'aide de ces mesures, une nouvelle représentation pour les paramètres diélectriques a été proposée et intégrée dans des outils d'ingénierie. Les résultats obtenus à l'aide ces outils ont été confrontées aux résultats d'une campagne de mesure UWB. Ils ont permis, ainsi, d'étendre le domaine de validité des modèles existants en limitant, ainsi, le recours à de nouvelles campagnes de mesure et ils ont aussi permis d'accroître la robustesse des modèles utilisés dans l'ingénierie.

  • Etude et développement d'un actionneur plasma à décharge à barrière diélectrique : application au contrôle d'écoulement sur profil d'aile    - Jolibois Jérôme  -  03 décembre 2008

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    La Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) employée ici consiste en une décharge électrique établie dans l'air à pression atmosphérique à la surface d'un isolant. Cette décharge ionise l'air ambiant environnant, et les espèces chargées générées soumises à la force de Coulomb induisent, par transfert de quantité de mouvement, un écoulement appelé vent électrique. Récemment, la capacité de ce type de dispositif à contrôler un écoulement subsonique autour de profils aérodynamiques a été mise en évidence. La DBD employée dans ce sens est appelée actionneur plasma. Ces actionneurs peuvent modifier les écoulements de couche limite en proche paroi par l'intermédiaire du vent électrique. Le but de la thèse est d'améliorer les performances aérodynamiques d'une aile, soit en augmentant sa portance, soit en réduisant sa traînée ou bien encore en retardant le décrochage du profil. Le travail réalisé se divise en deux grandes parties. La première partie a consisté à développer puis optimiser une décharge à barrière diélectrique afin de mieux comprendre son fonctionnement. Pour cela, une étude paramétrique a été effectuée, en faisant varier les grandeurs électriques, physiques et géométriques. Des mesures électriques et mécaniques ont été réalisées, puis des grandeurs électromécaniques comme le rendement par exemple ont été estimées et comparées. Ces différentes études ont permis de définir un ensemble de paramètres permettant d'obtenir une DBD optimum en termes de génération de vent électrique et de fiabilité. La seconde partie a consisté à intégrer l'actionneur plasma optimisé sur un profil symétrique NACA 0015, et de tester son efficacité dans un écoulement d'air allant jusqu'à 40 m/s. Pour cela, des mesures Particle Image Velocimetry (PIV) de l'écoulement autour du profil et des pesées aérodynamiques ont été réalisées sans, puis avec contrôle. L'influence de différents paramètres (fréquence et intensité de l'excitation, mode en fonctionnement) a été étudiée. Il a été mis en évidence une modification de l'écoulement sous les effets du contrôle qui favorise soit le processus de recollement de la couche limite ou soit le décollement. L'efficacité des actions continue et instationnaire de l'actionneur a été comparée. Modulée par une fréquence adimensionnelle F+, le mode instationnaire présente des résultats équivalent voire supérieur au mode continu tout en réduisant la consommation spécifique de la DBD.

  • Contribution à l'amélioration des performances des génératrices synchrones : nouvelle structure d'excitation basée sur une machine à aimants et combinée à des lois de commande avancées    - Mouni Emile Bowendnéré  -  25 novembre 2008

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    Dans cette thèse une contribution a été faite sur l'étude et l'amélioration des performances de la génératrice synchrone (GS). C'est ainsi qu'une nouvelle structure d'excitation de la GS, basée sur l'utilisation d'une machine à aimants permanents combinée avec un pont redresseur à thyristors, a été proposée en vue d'alimenter directement l'inducteur de celle-ci. Afin de tirer un grand avantage de cette structure d'excitation dont la dynamique est par nature plus rapide que celle des structures classiques, deux lois de commande ont été mise en place : la commande prédictive et la commande H∞ et elles ont fourni des résultats assez similaires et très satisfaisants en simulation. Pour la validation expérimentale, une implantation en temps réel via une interface Dspace, nous a permis de conclure quant à la validité de notre approche. Une comparaison avec une structure d'excitation industrielle a été faite afin d'évaluer aussi bien quantitativement que qualitativement l'apport effectif de ce travail. Ainsi en termes de chutes/dépassement de tension, de temps de réponse et de taux de distorsion des signaux de sortie, la nouvelle approche combinée à une loi de commande moderne apporte une meilleure réponse par rapport aux structures classiques.

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