Academic literature on the topic 'Induction électromagnétique – Étude et enseignement'

The viticultural history of Wisconsin started in the 1840s, with the very first vine plantings by Hungarian Agoston Haraszthy on the Wollersheim Winery property located in the Lake Wisconsin American Viticultural Area (AVA). This study examines the terroir of historic Wollersheim Winery, the only winery within the confines of the Lake Wisconsin AVA, to understand the interplay of environmental factors influencing the character and quality as well as the variability of Wollersheim wines. Soil texture, chemistry, and mineralogy in conjunction with precision viticulture tools such as electromagnetic induction and electrical resistivity tomography surveys, are utilized in the Wollersheim Winery terroir characterization and observation of spatially variable terroir at the vineyard scale. Establishing and comparing areas of variability at the plot level for two specific vineyard plots (Domaine Reserve and Lot 19) at Wollersheim Winery provides insight into the effects of soil properties and land characteristics on grape and wine production using precision viticulture tools. The viticultural future of Wisconsin looks quite favorable, as the number of wineries keeps rising to meet the demand for Wisconsin wine and local consumption. As climate change continues to affect the grape varieties cultivated across the world’s wine regions, more opportunities arise for Wisconsin to cultivate cool-climate European varieties, in addition to the American and French–American hybrid varieties currently dominating grape production in this glacially influenced wine region.RÉSUMÉL'histoire viticole du Wisconsin a commencé dans les années 1840, avec les premières plantations de vigne par le Hongrois Agoston Haraszthy sur la propriété du vignoble Wollersheim situé dans la région de l’American Viticultural Area (AVA) du lac Wisconsin. Cette étude porte sur le terroir historique du vignoble Wollersheim, le seul à l'intérieur de l’AVA du lac Wisconsin, qui soit soumis à l'interaction des facteurs environnementaux qui influencent le caractère, la qualité et la variabilité des vins Wollersheim. La caractérisation et l’observation des variations spatiales du terroir à l’échelle du vignoble Wollersheim se font par l’étude de la texture du sol, sa chimie et sa minéralogie en conjonction avec des outils de viticulture de précision comme l'induction électromagnétique et la tomographie par résistivité électrique. En définissant des zones de variabilité au niveau de la parcelle et en les comparant pour deux parcelles de vignobles spécifiques (domaine Reserve et lot 19) du vignoble Wollersheim on peut mieux comprendre les effets des propriétés du sol et des caractéristiques du paysage sur la production de raisin et de vin. Le nombre de vignoble augmentant pour répondre à la demande de vin du Wisconsin et à la demande locale, l'avenir viticole du Wisconsin semble assez prometteur. Comme le changement climatique continue d'influer sur la variétés des cépages cultivés dans les régions viticoles du monde, c’est l’occasion pour le Wisconsin de cultiver des variétés européennes de climat frais, en plus des variétés hybrides américaines et franco–américaines qui dominent actuellement la production de raisin dans ce vin glaciaire région.

Les auteurs se sont centrés sur l'étude de la propagation d'un ébranlement transversal le long d'une corde élastique. Sur cet exemple simple, les élèves perçoivent-ils le lien entre le mouvement de translation de l'onde et le mouvement transversal des points de la corde? En particulier, quelles difficultés rencontrent-ils pour relier, a un instant donne la distribution des vitesses et des accélérations des différents points, a la forme de l'ébranlement et a son sens de propagation? Des enquêtes menées auprès de diverses populations lycéennes et étudiantes, au Liban et en France, ont permis de répondre a ces questions et d'apprécier l'impact de différents modes d'enseignement de l'onde mécanique transversale

Le travail exposé concerne l'étude de la conductibilité électrique thermostimulée (CETS) à partir de 77K d'un monocristal d'alumine alpha irradié par des rayonnements X et/ou ultraviolets (UV). L'auteur décrit d'abord la réalisation et la mise au point du dispositif expérimental qui a permis d'étudier le phénomène de la CETS de 77 à 900K. L'auteur étudie ensuite un phénomène caractérisé pour la première fois en CETS : La CETS photoinduite (PICETS). En effet, après excitation aux UV à 77K d'un cristal préirradié aux RX à la température ambiante (325K), un repeuplement du piège électronique lié au pic de CETS à 295K (B') est observé. Les principales caractéristiques de ce pic sont décrites : Cinétique de remplissage, caractéristiques spectrales (excitation et émission) et extinction du phénomène de PICETS par recuit. Des mesures de thermoluminescence (TL), simultanément à la CETS ou non, ont été réalisées sur le même échantillon. Le décalage observé entre les pics de TL et de CETS) a donné lieu à une étude théorique. Ces résultats ont permis en particulier de mieux définir les pièges impliqués dans les processus de thermo stimulation (CETS, TL) et de donner une interprétation du phénomène de la PICETS.

Dans le contexte du développement actuel du marché du silicium photovoltaïque, le besoin en silicium de qualité solaire s'accompagne du développement de procédés visant à en améliorer la qualité et la pureté à moindre coût. Les travaux réalisés au cours de cette thèse portent sur l'étude technique d'un prototype de laboratoire, précurseur d'un procédé pilote industriel innovant d'élaboration de silicium sous forme de ruban pour le photovoltaïque, et sur l'étude scientifique de la ségrégation des impuretés lors de la solidification du silicium sous un fort brassage électromagnétique. Des études numériques et expérimentales menées en parallèle ont permis la réalisation du prototype de laboratoire sans tirage de ruban. Nous avons testé les points durs du procédé en mettant au point le contrôle thermique de la cristallisation et le contrôle de la vanne électromagnétique de rétention, validés sur de l'étain puis du silicium liquide. Nous avons testé différentes géométries de creusets munis de fentes de différentes dimensions. Nous avons également validé expérimentalement les solutions techniques relatives à la ségrégation des impuretés à partir d'une charge de composition connue en Phosphore, Fer, Aluminium et Cuivre. Des lingots (5cm de haut) et de plaques (~2mm d'épaisseur) de silicium ont été cristallisés (solidification directionnelle) à des vitesses de l'ordre de 15 à 20cm/h, bien au-delà des vitesses habituellement utilisées en croissance cristalline. Les résultats d'analyses chimiques d'échantillons ont montré que l'écoulement turbulent, résultant du fort brassage électromagnétique, permet d'obtenir un coefficient de partage effectif keff=0,54 pour le phosphore, une des impuretés qui ségrégent mal dans le silicium en général (k0=0,3), pour une vitesse de cristallisation estimée à 15cm/h. La vitesse de brassage calculée par modélisation numérique dans les mêmes conditions que l'expérience peut dépasser 1m/s, ce qui est suffisamment intense pour empêcher l'accumulation des impuretés à l'interface liquide/solide pendant la cristallisation, en les homogénéisant dans le fluide. Trois modèles de calcul du coefficient de partage effectif keff en régime turbulent on été développés, en axisymétrique et en tridimensionnel (calculs électromagnétiques et magnéto-hydrodynamiques). Les valeurs de coefficient effectif de partage keff données par les modèles sont localement voisins de nos résultats obtenus à partir de l'analyse chimique des échantillons cristallisés.

Les problèmes de mécanique des fluides présents dans de nombreuses situations pratiques concernent souvent des écoulements turbulents à masse volumique variable : tel est le cas du mélange, en espace confiné, résultant de l'éclatement d'un jet gazeux et de l’entraînement d'air qui y est associé. L'étude bibliographique met en lumière les diverses approches complémentaires concernant le fonctionnement des mélangeurs à induction d'air atmosphérique. L'étude expérimentale réalisée à partir de maquettes permet de dégager les influences respectives des paramètres géométriques et thermodynamiques, notamment sur le taux d'entraînement, pour des systèmes usuels (mélanges cylindriques et "Venturi"). La modélisation numérique de l'écoulement dans l'injecteur, à partir d'une formulation en "Fonction Courant-Viscosité" et d'une discrétisation selon un schéma aux différences finies décentrées, a permis de souligner l'importance du régime et des caractéristiques géométriques sur la forme du profil de vitesse à l'injection. Pour le calcul de la zone d'induction et de mélange, l'ouvrage propose deux modèles de turbulence, en examinant pour chacun d'eux les points d'accord ou de désaccord avec les mesures expérimentales.

Nous nous proposons dans ce travail d’étudier un entrainement par moteur à induction à rotor bobiné intégrant un réducteur de vitesse magnétique qui constitue la MaGIM « Magnetically Geared Induction Machines ». L’objectif est d’améliorer la fiabilité et les performances du système classique associant une machine asynchrone (MAS) à un réducteur mécanique (broyeur, concasseur…), la machine étant alimentée directement par le réseau. Nous dimensionnons un prototype MaGIM de 1 kW - 45 tr/min fonctionnant sur le réseau à 400 V/50 Hz en utilisant des outils de calculs analytiques et numériques permettant de prédire les performances électromagnétiques du dispositif. Nous présentons dans le premier chapitre un état de l’art des différents engrenages magnétiques étudiés depuis le 20ème siècle jusqu'à nos jours. Les différentes structures et topologies étudiées sont recensées. Compte tenu de sa complexité, nous avons modéliser la machine asynchrone et le réducteur de vitesse magnétique séparément, dans le chapitre II. Un modèle théorique de la machine prenant en compte les aspects électromagnétiques et thermiques a été développé pour obtenir un dimensionnement acceptable suivant un cahier des charges précis. Nous avons présenté les performances électromagnétiques du système obtenu ainsi que les calculs thermiques effectués par une méthode nodale. Le fonctionnement en régime transitoire de la machine par l’établissement d’un modèle analytique regroupant les équations mécaniques de la machine asynchrone et de l’engrenage magnétique a été présenté au chapitre III. Ce modèle nous a permis de déterminer les performances de la MaGIM lors d’un démarrage direct sur le réseau. Nous avons pu constater que la MaGIM peut démarrer sur le réseau sous pleine tension et que ce démarrage est fortement dépendant du moment d’inertie Jl. Cette étude nous a permis de mettre en évidence le phénomène de décrochage de la MaGIM et la particularité des engrenages magnétique à se protéger contre les surcharges. Dans le dernier chapitre, nous avons présenté la réalisation du prototype 1 kW, fonctionnant sur le réseau 400 V/ 50 Hz et délivrant 210 Nm en sortie à environ 50 tr/min. Le prototype a été réalisé dans l’atelier mécanique de VEDECOM - Mobilab. Des essais expérimentaux ont été effectués à l’issue de la réalisation dans le but de les comparer aux résultats théoriques et aussi de valider le concept de la MaGIM
We propose in this work to study a wound rotor induction motor integrating a magnetic gear which constitutes the MaGIM " Magnetically Geared Induction Machines ". The aim is to improve the reliability and the performances of the classical system associating an induction machine (MAS) with a mechanical reducer (mill, crusher...), the machine being fed directly by the network. Therefore, we designed a MaGIM prototype of 1 kW - 45 rpm operating on the grid at 400 V/50 Hz using analytical and numerical calculation tools to predict the electromagnetic performances of the device. In the first chapter, we present a state of the art of the different magnetic gears studied from the 20th century to the present day. The different structures and topologies studied are listed. Given its complexity, we have modelled the induction machine and the magnetic gear separately, in chapter II. A theoretical model of the machine taking into account the electromagnetic and thermal aspects has been developed in order to obtain an acceptable design according to precise specifications. We have presented the electromagnetic performance of the system obtained as well as the thermal calculations carried out using a nodal method. The transient operation of the machine by establishing an analytical model including the mechanical equations of the induction machine and the magnetic gear was presented in chapter III. This model allowed us to determine the performance of the MaGIM during a direct start on the network. We have seen that the MaGIM can start on the mains under full voltage and that this starting is strongly dependent on the moment of inertia Jl. This study allowed us to highlight the stall phenomenon of the MaGIM and the particularity of magnetic gears to protect themselves against overloads. In the last chapter, we presented the realization of the 1 kW prototype, operating on the 400 V/ 50 Hz network and delivering 210 Nm output at about 50 rpm. The prototype was produced in the mechanical workshop of VEDECOM - Mobilab. Experimental tests were carried out at the end of the realization in order to compare them with the theoretical results and also to validate the concept of the MaGIM

Cette recherche en didactique de la physique révèle à l'aide de la théorie des champs conceptuels de Gérard Vergnaud (1990), la dynamique du fonctionnement cognitif d'étudiants issus d'un DEUG " Sciences de la Matière " face à des situations utilisant le concept de champ magnétique en électromagnétisme. Après une étude prospective dans le but de repérer les difficultés récurrentes à mobiliser les concepts en électromagnétisme, nous avons cherché à identifier les invariants opératoires utilisés et les schèmes mis en œuvre par les étudiants dans le traitement de ces situations. L'étude a montré que les étudiants interrogés : -utilisent des invariants " prêts-à-utiliser ", des invariants dont les signifiés physiques ne sont pas explicités et des invariants " non contextualisés " sur les situations proposées ; - utilisent très peu d'invariants opératoires de niveau universitaire ; -éprouvent d'énormes difficultés à l'appréhension du concept de champ magnétique et la relation entre ce dernier et le champ électrique en régime variable ; -mobilisent des invariants opératoires juxtaposés ou combinés sans contrôle de pertinence sur le raisonnement produit. Nous pensons que ces difficultés peuvent être dues : -au rapport aux savoirs de la physique des étudiants, notamment à un rapport de type utilitaire ; -à un "dysfonctionnement" dans les processus de raisonnement (à un des rois niveaux d'organisation des facultés supérieurs au sens de Kant) ; -au manque, dans les situations d'enseignement, de travail sur le contrôle et la recherche de signifié ; -à la nature du savoir en jeu à caractère très abstrait ; -et enfin, dans certains cas, pourraient être rapprochées des obstacles épistémologiques. A la suite de ces interprétations, nous proposons des pistes de recherche conduisant à une étude plus approfondie des raisonnements des étudiants y compris dans d'autres domaines que l'électromagnétisme, ainsi qu'à des solutions aux " dysfonctionnements " constatés. Cela suppose une collaboration étroite entre didacticiens et les spécialistes des sciences cognitives
@Using the "theory of the conceptual fields" (Vergnaud, 1990), this research in didactics of physics science, reveals the dynamics of the cognitive patterns of undergraduate students (issus d'un DEUG "Sciences de la Matière"). The investigation consists in collecting data during "problem-solving situations" in electromagnetism, when students have to use the concept of magnetic field. After an exploratory study with the aim to identify the reccurent difficulties encountered by students when they mobilize concepts in electromagnetism, we sought to identify "operational invariants" and "schemes" used by students to solve these situations. The study shows that students : use "ready-to-use" invariants, invariants whose "signified in physics" are not specified and "not contextualized" invariants to the "problem-solving situations" ; use a very few "operational invariants" which belong to the university curriculum in electromagnetism ; meet enormous difficulties with the understanding of the concept of magnetic field and its relationship with the electric field in variable mode ; and operational invariants juxtaposed or combined without control of their relevance during the processes reasoning. .