Academic literature on the topic 'Machines – Pièces – Conception et construction'

Au XIXᵉ siècle en France, les monstres sont plus que visibles ; ils occupent le devant de la scène. Ils sont présents dans des domaines aussi divers que la science (avec la tératologie —la première “science” des monstres), la politique, où se dessinent des évènements “monstrueux” signalant une rupture de la norme, et la foire, où les spectateurs paient pour voir des formes grotesques. En prenant les exemples de deux œuvres littéraires : Notre Dame de Paris (1831) de Victor Hugo et A rebours (1889) de Joris-Karl Huysmans, nous examinerons comment la production à grande échelle des monstres a cependant pour résultat la banalisation du monstre comme figure extraordinaire. Nous soutiendrons qu’il existe une évolution du “monstre-humain” romantique au “monstre-objet” décadent qui reflète la monstruosité morale du créateur lui-même : une métamorphose du visible à l’invisible. Cette notion prend racine dans le contexte d’une notion évolutive de la construction philosophique nature/artifice où s’inscrivent d’importantes avancées technologiques, telles que les machines-outils (destinées à construire les pièces de machines). Cela marque un changement dans les perceptions des rôles de l’homme et de la nature dans le champ de création. Le monstre évolue d’un être extraordinaire (semblable aux créatures de la foire) à un objet banal, facile à reproduire, qui reflète les peurs de la production de masse dans une société industrielle. Enfin, en abordant les enjeux de la monstruosité et de la visibilité, nous montrerons comment le monstre devient visible même dans la forme du texte littéraire du XIXᵉ siècle, avec la naissance d’un roman-monstre.

Nous présentons dans cet article l'expérience algérienne acquise dans le domaine des études de retenues collinaires depuis 1987 à ce jour. En effet, plus de 40 % des retenues collinaires ayant fait l'objet d'une étude sont aujourd'hui en exploitation et ont atteint l'objectif visé. Avec une demande en eau croissante, l'Algérie s'est vue contrainte de mobiliser au maximum ses ressources en eau superficielles par la réalisation de petits ouvrages. Après les échecs enregistrés dans la réalisation de tels ouvrages du fait de la négligence d'études préalables, l'administration publique concernée pris en charge sérieusement la conception des retenues collinaires sur la base d'un dossier d'études répondant à des normes techniques établies. Le manque d'expérience dans de telles études a engendré un investissement colossal dans les travaux de conception. Pour remédier à cette situation, les bureaux d'études algériens ont développé leur propre méthodologie d'étude. Contrairement aux grands barrages, les petits barrages et retenues collinaires ont été considérés différemment vu leurs particularités. La consistance des études a été sensiblement modifiée avec comme résultat des délais de réalisation qui sont passés de 12 à 6 mois se répercutant aussi sur le coût global, qui est passé de 2 500 000 à 1 200 000 DA (50 000 à 25 000 $), sans pour autant affecter la qualité et la fiabilité de l'étude. Cette réduction a été obtenue grâce à la normalisation de certaines études et à la rationalisation des tâches, comme l'étude hydrologique, les reconnaissances géologiques et géotechniques (sondages, fouilles, essais en laboratoire), le dimensionnement hydraulique des ouvrages, le calcul de génie civil des ouvrages en béton armé et les pièces dessinées. La réduction des délais a été obtenue également grâce à la maîtrise technique et à l'outil informatique. Les travaux d'études ont été scindés en six missions distinctes : travaux topographiques, étude hydrologique, étude géologique et géotechnique, étude de faisabilité, étude d'exécution, et dossier d'appel d'offre. En effet l'étude hydrologique ne fait ressortir que les paramètres essentiels nécessaires à la suite des travaux d'études. L'étude géologique et géotechnique, sur la base d'une campagne de reconnaissance restreinte et d'essais en laboratoire limités, définit le type de remblai à mettre en place, les remèdes à prévoir dans le traitement des fondations, et les paramètres géotechniques rentrant dans le dimensionnement des ouvrages. Le choix du type de remblai qui est lié à la disponibilité des matériaux de construction en quantité et en qualité, se limite à un remblai homogène ou zoné. Les détails du remblai font l'objet d'un plan d'exécution standard valable pour toutes les retenues, il suffit seulement de mettre les cotes correspondantes. Le choix du type d'évacuateur de crues dépend essentiellement du relief. Il est préconisé des évacuateurs de crues à surface libre à entonnement frontal ou latéral. Les hauteurs des murs bajoyers ont été standardisées et des plans types de ferraillage de différentes hauteurs sont élaborés, prêts pour être adaptés à l'étude considérée. Les bassins d'amortissement qui sont préconisés sont de types USBR. Deux types d'ouvrages de vidange et de prise d'eau ont fait l'objet d'une préparation technique et dimensionnelle, dans le but de les caler sur tous les sites de retenues collinaires, et des plans d'exécution sont élaborés et prêts à une large utilisation. Pour mieux cerner ces études, un échantillon de plus d'une vingtaine de retenues collinaires réalisées et actuellement en exploitation, dans cinq Wilayas du Nord de l'Algérie, est présenté. La diffusion de notre expérience certes un peu courte comparativement à certains pays méditerranéens mérite d'être prise en considération et peut contribuer quelque part à améliorer la sécurité et les performances de ces ouvrages.

En 1994, l'attribution du prix Nobel à Cliff Shull et Bert Brockhouse pour leurs travaux de pionniers pendant les années 50, concernant tant la diffusion élastique des neutrons que la diffusion inélastique, a été la reconnaissance éclatante de l'importance de la diffusion neutronique pour toute la communauté scientifique.Le grand intérêt du neutron pour la recherche s'appuie principalement sur ses propriétés physiques particulières :- les neutrons utilisés pour la caractérisation de la matière (et fournis en relativement grandes quantités par les réacteurs ou les sources à spallation) disposent de longueurs d'onde et d'énergies correspondant directement aux distances interatomiques et aux énergies d'agitation de la matière. Ainsi, par diffusion neutronique, on peut étudier en même temps la structure et le comportement dynamique de la matière ;- le fait que le neutron soit doué d'un moment magnétique lui permet d'interagir avec tout atome porteur d'un moment magnétique. Ceci permet de caractériser intimement le comportement magnétique de la matière à l'échelle microscopique ;- la possibilité de pouvoir varier facilement le contraste d'un même élément en utilisant ses différents isotopes fait du neutron un outil irremplaçable en chimie et physique du solide ainsi qu'en biologie et matière molle ;- enfin, n'ayant pas de charge électrique, les neutrons peuvent pénétrer la matière sans être absorbés significativement, ce qui rend possible une caractérisation non destructive des contraintes et textures sur de grosses pièces des matériaux.Toutes les qualités des neutrons mentionnées ci-dessus permettent de comprendre l'importance de la diffusion neutronique pour des domaines très nombreux et très différents à la fois en recherche fondamentale mais aussi pour des applications industrielles. L'utilisation de l'outil-neutron demande toutefois non seulement une bonne connaissance des différents mécanismes d'interaction entre le neutron et la matière, mais également une haute spécificité dans la conception et l'utilisation des diffractomètres et spectromètres neutroniques. Pour ces raisons, l'accès aux neutrons est souvent limité, sinon réservé à des spécialistes, ce qui freine tout naturellement l'utilisation par des chercheurs non familiarisés à ce domaine.Pour combattre ce déficit d'information et cet état de fait, en accord avec de nombreux collègues Rennais, nous avons proposé à la Société Française de Neutronique d'organiser une École d'été qui s'adresse plus spécialement à de non-spécialistes de la diffusion neutronique. Le public visé concernait donc à la fois les chercheurs confirmés mais peu familiarisés avec le domaine neutronique, mais aussi les jeunes chercheurs dès le niveau doctorant. En effet pour ces derniers, l'utilisation des “grands instruments" s'avère nécessaire pour qu'ils soient à la hauteur de leur sujet de thèse. Pour cette raison, il était évident d'intégrer cette École d'été dans le programme de l'École Doctorale “Sciences des Matériaux" de l'Université de Rennes 1 qui rassemble chimistes, physiciens et géologues. Dans le même contexte, notre intérêt était de proposer un large spectre de cours couvrant la diversité des applications de la diffusion neutronique dans les différents domaines de recherche en chimie et physique des matériaux, en sciences de la terre ainsi qu'en sciences pour l'ingénieur. Un deuxième but était de montrer de plus la complémentarité des neutrons et des rayons X et plus spécifiquement des X produits par rayonnement synchrotron.Dans l'avenir, nous sommes persuadés que la diffusion neutronique va jouer un rôle clé pour le développement de nouveaux matériaux et de leur caractérisation. Dans cette optique, des efforts considérables ont été déjà engagés aux États-Unis ainsi qu'au Japon où deux nouvelles sources de neutrons sont en cours de construction. Du point de vue européen, si les sources de l'ILL et d'ISIS peuvent encore être considérées comme des leaders au point de vue mondial, il est évidemment souhaitable que la nouvelle source neutronique à spallation (European Spallation Source : ESS) soit rapidement réalisée. Aujourd'hui ce projet est bien avancé, cette source devrait dépasser le flux des sources actuelles par près de deux ordres de grandeur et ainsi de maintenir au meilleur niveau les compétences Européennes. Il est évident qu'une utilisation efficace et intelligente des sources existantes, mais aussi de celles de la nouvelle génération, implique une certaine infrastructure nationale tant au niveau de la conception, de la réalisation que du fonctionnement des différents spectromètres. Ceci implique un très fort engagement des universités dans les différents projets de recherche. Le devoir des universités qui en résulte est donc d'intégrer l'utilisation des “grands instruments" dans leur programme d'enseignement. Dans ce sens, nous souhaitons que ce cours, entièrement rédigé en français, contribue à la fois à aider les chercheurs “non spécialistes” à accéder plus facilement au domaine neutronique, mais aussi à servir de base aux enseignants pour l'organisation et la préparation de leurs cours.Nous tenons à remercier tous les collègues qui ont accepté de rédiger de façon détaillée les cours qu'ils avaient présentés oralement dans la grande salle du VVF de Trégastel, ainsi que toutes les personnes qui ont contribué à la réussite du séjour ou à la réalisation de ce fascicule. Nous gardons un excellent souvenir de l'atmosphère de l'École qui a eu lieu à Trégastel, en plein centre de la côte de granite rose en Bretagne, en mai 2001 et était jumelée avec les Journées de la diffusion neutronique, elles aussi organisées sous l'égide de la SFN.Nous souhaitons que la lecture de cet ouvrage soit utile à un maximum de chercheurs.

Abstract: This paper examines the archival correspondence of Vera Brittain and three companions to demonstrate the workings of censorship and self-censorship in wartime. Using Mikhail Bakhtin's notion of dialogism, I replace the traditional active soldier-writer/passive civilian-reader model with a model that envisions both reader and writer as active and influential, and as shaped by past and future discussions and "worldviews." Censorship thus becomes a site of active subversion, and self-censorship becomes a site of complexity, both subject to the construction of the audience and the relationship between the writer and reader. Finally, this exploration demonstrates the importance of archival work, where signatures, stamps, handwriting, enclosures, and corrections become significant clues to the writers' and readers' intentions. Résumé: L'analyse de la correspondance de Vera Brittain permet d'expliquer le fonctionnement de la censure et de l'autocensure en temps de guerre. La notion de dialogisme de Mikhaïl Bakhtine permet de remplacer la conception traditionnelle du « soldat-rédacteur actif » et du « civil-lecteur passif » par un modèle qui accorde à chacun des correspondants un rôle actif et influent. En outre, le modèle proposé de la correspondance de guerre reconnaît l'importance des discussions antérieures et futures, ainsi que des visions du monde de chacun des participants. Cela permet de considérer la censure comme lieu de subversion active et l'autocensure comme un lieu de complexité, toutes deux sujettes à la construction d'un public et à la relation entre rédacteur et lecteur. Enfin, cette étude témoigne de l'importance de l'analyse de textes d'archives, en ce sens où les signatures, les timbres, le texte manuscrit, les pièces jointes et les ratures constituent autant d'indices quant aux intentions des auteurs et de leurs lecteurs.

Résumé Au xviie siècle, les débats cosmologiques ont donné lieu à une vaste production textuelle dont l’un des enjeux est la crédibilité. Comment convaincre de ce que l’on ne peut voir ou atteindre, et comment prendre la mesure de l’incommensurable ? C’est avec les outils du monde que les astronomes tentent de convaincre leurs contemporains de la validité de leur conception du monde. En ce sens, les textes cosmologiques sont le laboratoire de nouvelles stratégies de construction de la crédibilité et d’expérimentation des outils disponibles. C’est dans cette perspective qu’est abordée dans cet article la correspondance entre Christiaan Huygens, mathématicien et astronome, et le poète Jean Chapelain, l’un des principaux théoriciens du vraisemblable en poétique. On se propose ici de suivre les stratégies — sociales, mondaines, rhétoriques, diplomatiques ou génériques — déployées par Christiaan Huygens au cours de la « querelle de l’anneau » de 1658 qui préluda à la publication l’année suivante du Systema Saturnium, et durant laquelle Chapelain joua un rôle actif au côté du jeune astronome. L’étrangeté de l’anneau de Saturne, tel que Huygens en conçoit le modèle, entraîne un usage de la notion de vraisemblable qui tend à sa profonde redéfinition. Outre le vraisemblable aristotélicien, doxique, que l’on peut reconnaître dans les premiers moments de la querelle, l’étude de la correspondance montre que la notion joue chez Chapelain un rôle véritablement heuristique lorsque, en réponse à ceux qui objectaient à Huygens que l’existence d’un tel anneau serait contraire à la gravité, il propose de le voir comme composé d’une « multitude de lunes », hypothèse qui anticipe des observations astronomiques bien ultérieures, et qui apparaît motivée, chez lui, par l’exigence de la vraisemblance comme ordre et congruence maximale des phénomènes. Ainsi l’astronome et le poète se retrouvent-ils sur un même terrain d’entente entre esthétique et épistémologie, entre vraisemblable et probable : le postulat commun d’une harmonie du monde aboutit à la mise en oeuvre, dans l’imitation fictive et dans la redescription du cosmos par l’hypothèse, d’une même poïétique consistant à créer des « machines vraisemblables ».

L'objectif de notre etude est de concevoir une gamme d'outils d'assistance qui puisse proposer la meilleure conception des ressorts directement a partir de l'expression des besoins. Notre premiere contribution s'est traduite par la creation d'un outil d'assistance pour la selection d'un ressort de compression dans un catalogue. Cet outil propose non seulement le meilleur ressort de la base mais aussi le fonctionnement optimal associe. Trois methodes de choix ont ete elaborees pour classer les ressorts en fonction de l'objectif et des contraintes. Un deuxieme outil a ete propose pour la synthese dimensionnelle des ressorts de compression sur mesure. Il gere les specifications du cahier des charges, les normes de calcul et les contraintes de fabrication. L'optimisation a ete confiee a une methode deterministe integree au logiciel excel. Notre preoccupation majeure dans cette partie a ete de construire un algorithme preliminaire capable d'elaborer un point de depart de bonne qualite pour garantir la robustesse du processus. Des outils equivalents ont ete developpes ensuite pour les ressorts de traction. Ces outils ont pu etre valides par un fabricant de ressorts. Les ressorts de torsion conduisent a des problemes plus complexes. Seule une ebauche des outils precedents a ete realisee pour les ressorts de torsion a branches tangentes. Les premiers resultats indiquent des pistes interessantes pour les travaux a venir.

Les pièces de robinetterie sont des vannes composées d'un corps cylindrique, d'un axe, d'un obturateur et d'un joint d'étanchéité. L'objectif de ce travail est de concevoir et dimensionner des obturateurs de vanne anciennement en matériaux métalliques en matériaux composites pour des raisons de résistance à la corrosion et de développer les outils de modélisations nécessaires à ces dimensionnements. Il a été nécessaire d'étudier des vannes métalliques existantes aux éléments finis pour affiner les futures conceptions et outils à développer. La conception sandwich est retenue pour les futures vannes et l'intérêt d'un outil de prise en compte de l'anisotropie de composites apparait. Une première série de conceptions et les calculs associés mettent en valeur l'intérêt du composite pour la résistance à la flexion avec des points faibles: matage, limite à rupture atteinte dans certaines zones. Un outil original a été développé pour traduire l'anisotropie du matériau dans des pièces de type coque de forme complexe de manière assez simple et rapide. Cet outil fait appel aux techniques de résolution de problèmes thermiques par les équations aux dérivées partielles. Des essais ont été réalisés sur éprouvettes de torsion pour évaluer ce que le calcul ne permet pas de traduire. Il apparaît qu'un dommage particulier arrive souvent lors de sollicitations en fatigue sous température élevée: le délaminage, d'où la nécessité de prendre en compte ce dommage dans les calculs et les futurs dimensionnements. Des modèles matériaux d'interface et des éléments finis spéciaux sont développés en vue de calculs éléments finis avec délaminage. Les modèles sont d'abord testés sur des éprouvettes dites DCB puis un calcul de vanne industrielle en matériaux composites est effectué révélant la pertinence qualitative et préventive du modèle de délaminage.

A ce jour, les pièces prototypes réalisées à partir de poudre ou de liquide n'ont pas forcement des propriétés mécaniques suffisantes ni la précision requise pour être placées dans des mécanismes fonctionnels. L'objectif de ce travail est de réaliser des mécanismes prototypes fonctionnels, c'est-à-dire capables de fonctionner sur un banc d'essais ou en service dans son milieu d'utilisation (sur un véhicule par exemple). L'approche URP "Usinage Rapide de Prototype" proposée consiste à décomposer une pièce complexe de type carter par exemple, en plusieurs strates épaisses usinées sur machine outil à commande numérique 5 axes et assemblées. Le tranchage en strates est déterminé de sorte que les entités fonctionnelles ne soient pas découpées et que l'usinage soit réalisable, y compris pour les entités à obtenir dans l'épaisseur de la pièce. Le type et la position des dispositifs de centrage et de fixation des strates sont ensuite choisis. Deux montages d'usinage originaux et une gamme d'usinage ont été conçus pour réaliser chaque strate en deux phases. Un protocole de vérification de l'usinabilité a été proposé. Un carter a été réalisé sur la machine MIKRON UCP 710 du laboratoire avec une analyse des précisions obtenues. Une pièce d'essai a été définie pour permettre l'évaluation des capabilités de la méthode.

Tous les secteurs industriels sont aujourd’hui soumis à une pression économique importante et à une concurrence internationale accrue de part la globalisation des marchés. Pour répondre à cet état de fait, les entreprises sont contraintes d’innover et d’améliorer le cycle d’élaboration des produits et/ou processus depuis l’idée jusqu’au la mise sur le marché des produits. L’évolutivité rapide des produits et de la concurrence ont conduit les entreprises industrielles à faire un pas supplémentaire en imaginant de nouveaux systèmes de fabrication pour assurer simultanément une haute productivité et une haute flexibilité avec la contrainte nouvelle de changements rapides de famille de pièces. Le principe de « reconfigurabilité » de système de fabrication répond à ces contraintes. Or, il faut aujourd’hui faire preuve d’une très grande réactivité, pouvoir répondre rapidement à l’apparition d’un nouveau produit (évolution du design) et/ou une nouvelle demande (fluctuation de volume) afin de rester compétitif. L’objectif de notre travail est de proposer une méthodologie de conception concernant les « Machines-Outils Reconfigurable » (MORs). Ces nouvelles machines-outils disposant de multibroches sont une réponse face aux fluctuations (changements fréquents) de la demande, de manière rapide et rentable en tenant compte du nombre croissant de variantes (variabilité en fonctionnalités et en volumes). La particularité de ce type de machine par rapport aux autres types conventionnels réside dans la possibilité d’évolution au niveau de la capacité et/ou de la flexibilité et d’exécuter simultanément plusieurs opérations à l’aide de broches actionnant de façon simultanée. Le domaine concerné porte sur la fabrication de famille de pièces mécaniques essentiellement prismatiques utilisant les techniques d’usinage (fraisage, opérations axiales…). La validation de notre méthodologie passe par la simulation virtuelle de la machine-outil fondée sur la modélisation géométrique, cinématique en tenant compte des concepts d’entité d’usinage, de visibilité, d’accessibilité
Today all industrial sectors are subjected to an upward economic pressure and the international competition from the market globalization. To answer in this irrefutable fact, the companies are required to innovate and improve the cycle of product development and/or process from the idea to the product marketing. The fast changes in parts for existing products and competition have led the industrial companies to take an additional step by imagining new manufacturing systems to ensure simultaneously a high productivity and a high flexibility with additional constraints of rapid changes of the part family. This emergence of the “reconfigurability” we can date from the beginning of the year 1990. However, it is necessary today to show a very great reactivity, to be able to answer quickly the appearance of a new product and/or a new demand (fluctuation of volume) in order to stay competitive. The purpose of this paper is to propose and to validate a design methodology of the new paradigm concerning the “Reconfigurable Machine Tools” (RMT), which are one of the answers, faced with fluctuations of demands (frequent market changes), quickly and cost effective by taking into account the increasing alternatives (variability in terms of functionality and volume). The characteristic of this type of machine in relation to other conventional types lies in the upgrading capability in terms of the capacity and/or flexibility and to carry out simultaneously several operations using spindles actuating simultaneously. The field concerned this work is defined for the manufacturing of workpieces using the technology of prismatic machining (milling, axial operations…) based on different concepts of visibility, accessibility and machining features

Ces travaux s'inscrivent dans le cadre d'une collaboration entre le centre de recherche en automatique de Nancy (CRAN), un constructeur d'automates programmables industriels (télémécanique) et les services méthodes centrales automatismes d'un constructeur automobiles (automobiles Peugeot) et font l'objet d'un contrat cifre. L'objectif est d'assurer l'adéquation de l'offre au besoin en composants d'automatisation réutilisables, en spécifiant d'une part les objets fonctionnels caractéristiques d'un processus manufacturier par une démarche participative avec les utilisateurs et, d'autre part les outils favorisant la description de tels blocs fonctionnels par une action concertée avec le constructeur. La recherche de méthodes capables d'identifier de tels composants ainsi que de procédures de mise en œuvre, parce qu'elles ne peuvent ignorer l'aspect intégration implique que la conception se tourne vers des approches systemes souvent pluridisciplinaires. Cette démarche typique du génie automatique exige une gamme de connaissances dépassant le cadre courant d'une seule discipline telle que l'automatique. Des études exploratoires dans le cadre de cette thèse, menées dans le domaine de la linguistique ou encore des théories de l'organisation montrent l'intérêt d'un décloisonnement de nos disciplines et de leur ouverture à des recherches autres que techniques ou technologiques, en particulier, aux sciences humaines

Cette thèse traite de l'assemblage par la mesure et plus précisément d'un algorithme de traitement simultané de N pièces. Les problèmes de production aéronautique nécessitent une grande qualité, ce qui implique une amélioration continue des moyens de mesure (laser traqueurs par exemple) mais également des algorithmes de traitement des mesures. Les logiciels actuels ne permettent pas de traiter tous les types de tolérances rencontrées, la non-prise en compte de certaines contraintes provoque une perte de qualité non-acceptable sur les nouveaux avions. L'algorithme que nous avons développé permet de traiter ces tolérances. Nous verrons dans un premier temps les différentes notions nécessaires à la modélisation du problème industriel. Dans un second temps nous aborderons tous les algorithmes développés au cours de cette thèse. Nous détaillerons ensuite ces méthodes sur des cas tests suggérés par le service qualité d'AIRBUS Méaulte et nous les appliquerons sur un cas réel: l'assemblage du tronçon 12 de l'A380
This thesis is concerned with the industrial problem of the measuring assembly process, and more precisely with the simultaneous assembly of N elements. The production in aeronautics deserves a great quality for processes. Hence we need a continuous improvement both for measuring tools (laser trackers for instance), either for algorithms devoted to proceed to the measures. The usual softwares do not take into account the whole panel of tolerances. The drawbacks are a loss of quality which is not suitable for the quality for the quality of the new planes. Our algorithm allows us to take into account these constraints. To begin with, we describe the framework to model the industrial problem. In the second part, we introduce the algorithms developed during this thesis. Eventually we detail these methods on “toy cases” suggested by the quality service of AIRBUS Méaulte and we will apply them on a real case: the assembly problem of the section 12 of the A380

Ce travail de recherche présente la mise au point d’une méthodologie de conception par optimisation globale des machines synchrones sans encoches à aimants permanents à haute vitesse utilisant des matériaux magnétiques composites doux (SMC) au stator et des frettes au rotor éventuellement conductrices. Cette méthodologie tient compte des différentes contraintes imposées par la haute vitesse, notamment les courants de Foucault induits dans les pièces massives, les pertes, l’alimentation en commutation électronique et les efforts mécaniques sur le rotor. Un outil de dimensionnement générique est développé pour différentes structures de machines sans encoches fonctionnant en moteur ou en générateur et alimentées par divers types de  convertisseurs statiques à commutation de tension ou de courant. Il utilise un modèle de dimensionnement analytique basé sur la prédiction du champ magnétique 2D par une résolution harmonique des équations de Maxwell en magnétodynamique en tenant compte des courants de Foucault induits dans les parties conductrices. Ce modèle intègre un modèle électrique équivalent global de l’ensemble convertisseur-machine et un modèle détaillé de calcul des pertes validés par un calcul numérique du champ en 2D. Une validation expérimentale des pertes magnétiques dans le stator en SMC est effectuée. Le modèle de dimensionnement est associé à une procédure d’optimisation et à un mécanisme de correction itératif, basé sur le calcul numérique du champ en 3D, pour tenir compte des effets de bord sur les pertes par courants de Foucault dans le stator. Lorsque la machine est couplée à un convertisseur à commutation de courant, un autre mécanisme de correction, permettant la résolution du couplage fort entre la machine et son convertisseur, est utilisé. Les différents outils de modélisation et de conception réalisés sont utilisés pour dimensionner et comparer plusieurs topologies de machines sans encoches pour des cahiers des charges spécifiques. Différentes études de faisabilité et de sensibilité sont aussi effectuées.
This research work presents the development of a design methodology with global optimization of high-speed permanent-magnet slotless synchronous machines using soft magnetic composite materials (SMC) in the stator and retaining sleeves in the rotor that can be conductive. This methodology takes into account the different constraints imposed by the high speed such as the eddy currents induced in the massive parts, the losses, the converter-machine interactions and the mechanical stress in rotor. A generic design tool is developed for different slotless machines structures used as motors or generators and coupled to different kind of static power converters with voltage or current commutation. It uses a design model based on analytical prediction of the two-dimensional magnetic field by a harmonic resolution of Maxwell equations taking into account the eddy currents induced in the conductive parts. This model includes an equivalent electric model of the converter-machine system and a detailed losses calculation model validated by 2D finite element analysis. Experimental validation of magnetic losses in the SMC stator is also performed. The design model is associated to an optimization procedure and an iterative correction mechanism performed by 3D finite element simulations to take into account the influence of end-effects on the SMC stator eddy current losses. When the machine is coupled to a current static converter, another correction mechanism is used in order to resolve the strong coupling between the machine and its converter. The developed modeling and design tools are used to design and compare different slotless machines topologies for specific requirements. Various feasibility and sensitivity studies are also performed.

Ce travail concerne la modelisation des vibrations d'origine magnetique. L'objectif de cette etude est de developper les outils informatiques pour aider a la conception des machines electriques, a aimants permanents sans pieces polaires, silencieuses. Le memoire comporte quatre chapitres: dans le premier chapitre une analyse des vibrations d'origine magnetique est faite. Apres avoir pose le probleme de leur modelisation, une analyse de l'etat de l'art dans ce domaine est effectuee et les principaux resultats obtenus sont exposes. Cette partie a pour but de montrer ensuite la procedure de conception et les outils adequats qu'il faudrait developper pour mieux analyser le comportement vibratoire d'une machine electrique en cours de conception. Le deuxieme chapitre presente une procedure specifique de calcul des forces magnetiques adaptee aux machines electriques a aimants permanents sans pieces polaires. Cette procedure a ete developpee pour reduire le temps de calcul des forces magnetiques et pour etre utilisee de maniere intensive dans l'etude comparative de plusieurs structures. Dans le troisieme chapitre la procedure developpee pour calculer les vibrations d'origine magnetique est utilisee pour etudier l'influence des courants d'alimentation sur le comportement vibratoire d'une machine a aimants sans pieces polaires. Cette etude theorique est associee a une etude experimentale faite sur un banc de mesure. Le quatrieme chapitre est consacre a une procedure de caracterisation electro-magnetomecanique des vibrations d'origine magnetique d'une machine synchrone a aimants permanents. Cette procedure est basee sur la methode de superposition modale. Une procedure simplifiee du calcul de la repartition des harmoniques de forces magnetiques est alors proposee. Il est montre que l'association de ces deux dernieres procedures est un grand interet pour la conception des machines a forte discretion acoustique