Academic literature on the topic 'Pertubations conduites de mode commun'

Avant-Propos : Anomalies génétiques Les anomalies génétiques sont observées depuis toujours par les éleveurs et ont été décrites depuis longtemps par les chercheurs. Toutefois, elles ont toujours eu une situation à part dans la sélection des espèces d’élevage. Si la sélection s’est structurée, organisée, raffinée, elle n’a le plus souvent concerné que des caractères économiquement importants mais dits « quantitatifs », c’est-à-dire des caractères au déterminisme génétique complexe soumis à la fois à des effets du milieu et un nombre important de gènes. Parfois, des gènes à effet majeur ont également été pris en compte (gène culard, gène « sans cornes », coloration, absence de plumes…). Mais les anomalies ont toujours été considérées comme un problème inévitable, éventuellement à cacher. Elles ont été peu prises en compte en sélection, elles ne font pas l’objet de déclarations dans le cadre du contrôle de performances usuel et, au contraire, jusqu’à récemment, faisaient plutôt l’objet d’éliminations, volontairement ou non, sans déclaration. Considérées comme rares, elles ont été intégrées dans les incompressibles pertes d’élevage. La situation se complique en général lorsqu’un reproducteur largement diffusé s’avère porteur d’une anomalie. L’anomalie change alors de statut : d’inconvénient inéluctable mais peu important, elle apparaît comme un problème majeur pour les éleveurs, source de contentieux, porteur d’une mauvaise image. Son éradication rapide devient prioritaire, et l’élimination des reproducteurs porteurs est généralement préconisée. Au cours des années 1990 et 2000, quelques cas dans l’espèce bovine, finalement peu nombreux, ont marqué les esprits par l’impact qu’ils ont eu dans les populations concernées quand les meilleurs taureaux du moment se sont révélés porteurs. De plus, aucun réseau « du déclarant au généticien » n’étant mis en place, il a fallu du temps entre la déclaration des premiers cas et la disponibilité d’un test moléculaire permettant une éradication réellement efficace. Les anomalies génétiques sont inéluctables. Elles résultent de mutations de l’ADN qui sont un phénomène normal source de la diversité génétique. Souvent neutres, parfois fonctionnelles, les mutations peuvent dans des cas rares être responsables d’anomalies. Les populations d’élevage étant des populations génétiquement petites (malgré des effectifs physiques parfois très élevés), elles présentent des conditions favorables pour la diffusion et l’expression de ces anomalies, du fait de la dérive génétique et de la consanguinité. Contrairement à ce qui est parfois supposé, la sélection ne crée pas les anomalies, mais elle peut favoriser leur diffusion (l’augmentation de leur fréquence allélique et l’apparition de cas), de façon analogue aux antibiotiques qui ne créent pas de résistance, mais sélectionnent les populations bactériennes résistantes. On pense également à tort que les populations génétiquement petites présentent plus d’anomalies. Il est plus exact de dire qu’à effectif d’animaux identique, les populations génétiquement petites présentent un nombre d’anomalies différentes plus faible, mais un nombre de cas par anomalie plus élevé. Alors que la sélection est un modèle de rationalité, les anomalies sont longtemps restées hors de ce cadre. Une des raisons était sans doute le manque d’outils pour les éliminer. Une mise en place progressive depuis quinze ans et une accélération certaine des techniques de dépistage depuis le début des années 2010 a permis de définir un nouveau cadre pour intégrer les anomalies dans le processus de sélection. Tout d’abord, il est essentiel de disposer d’un système d’observation des anomalies. Les cas étant souvent rares et dispersés, il est essentiel que ce système soit largement implanté sur le terrain et que les informations soient centralisées, de façon à détecter les émergences le plus tôt possible, à partir de cas considérés éventuellement à tort comme sporadiques. Différents observatoires dédiés, souvent distincts du contrôle de performances classique, ont été mis en place à travers le monde et dans différentes espèces d’élevage ou de compagnie. Nous présentons dans ce dossier l’Observatoire National des Anomalies Bovines – ONAB ; https://www.onab.fr/ – (Grohs et al 2016) et la situation chez le porc (Riquet et al 2016). Ces dispositifs ont réellement montré toute leur efficacité lorsque les outils moléculaires les plus récents, de génotypage et séquençage, ont été disponibles, permettant de caractériser rapidement une anomalie à partir de quelques cas (Duchesne et al 2016). Ces outils génomiques peuvent même être utilisés pour orienter la recherche des anomalies avant leur observation (Fritz et al 2016). Enfin, il convient d’insister sur le fait que l’analyse de cas mais aussi de leurs ancêtres n’est possible que si d’excellentes collections d’échantillons sont stockées, comme c’est le cas pour l’ONAB ou pour le Centre de Ressources Biologiques pour les animaux domestiques (CRB-Anim ; https://www.crb-anim.fr/). La situation est bien sûr très variable selon les espèces. L’impact d’une anomalie, et donc la prise de conscience des sélectionneurs, est plus élevé dans les espèces conduites en race pure et quand l’individu a une forte valeur. L’espèce bovine est caractérisée par un double réseau de phénotypage associé au conseil en élevage et au travers des vétérinaires, par une conduite en race pure quasi-exclusive, par une sélection puissante, devenue génomique. Elle connaît une évolution récente favorisant la détection des anomalies. La situation est également très avancée chez le chien, une espèce bénéficiant d’une bonne supervision vétérinaire et organisée en de nombreuses races pures d’effectifs génétiques très petits et souvent sujettes à des anomalies spécifiques. Aujourd’hui, la situation a beaucoup évolué, de sorte qu’un nombre croissant d’anomalies est mis en évidence, dans toutes les races, quel que soit le mode de reproduction prédominant (monte naturelle ou insémination artificielle). En revanche, leur prise en compte reste encore partielle, et rarement à la hauteur (c’est-à-dire parfois trop, parfois trop peu) de leur importance réelle. Nous proposons dans Boichard et al (2016) différentes approches pour inclure les anomalies de façon objective dans la sélection. Pour le chercheur, les anomalies sont des objets d’étude hors du commun. L’anomalie, en provoquant une perturbation sévère en dehors de la gamme physiologique normale, permet parfois de comprendre un mécanisme habituellement peu variable et donc peu étudiable autrement. On comprend ainsi mieux le rôle des gènes au travers de leurs effets lorsqu’ils sont mutés. Les mécanismes mis en jeu touchent souvent des voies fondamentales du vivant et, à ce titre, sont souvent transposables entre espèces. Les connaissances sont bien sûr bien plus avancées chez l’Homme ou les espèces modèles comme la souris et nous bénéficions de ces informations pour caractériser rapidement les mutations découvertes dans les espèces d’élevage. Mais parfois, une anomalie observée dans une espèce d’élevage peut aussi contribuer à résoudre des questions chez l’Homme, par exemple pour des maladies très rares alors que la structure des populations d’élevage avec de grandes familles permet l’étude de cas familiaux. Il arrive alors que l’espèce d’élevage, de même que le chien, prenne le rôle d’espèce modèle de pathologies humaines.

Le terme violence qualifie un certain nombre de manifestations allant de l’altercation verbale jusqu’aux destructions de masse, en passant par l’agression physique, le viol, le meurtre, la torture, les mutilations, etc. Infligées ou subies, discontinues ou constantes, localisées ou endémiques, accidentelles ou motivées, ces expressions de la violence se compliquent encore par leur caractère tantôt privé, tantôt public, assumé et revendiqué ou dissimulé et renié. La violence est si protéiforme qu’elle ne cesse de voir les discriminants de sa catégorisation et les grilles de classification se démultiplier. Le critère est tantôt spatial (violence urbaine), tantôt social (violence conjugale, ouvrière), tantôt politique (répression, coercition, guerre, assassinat politique, terrorisme), économique (exploitation, injustice), sexuel (viol, maltraitance), ou encore psychologique (automutilations et autres actes pervers). Englober toutes ces manifestations dans une même perspective relève de la gageure (Michaud 2004 ; Crettiez 2008). Comment approcher pareils phénomènes aux formes et motivations aussi diversifiées selon les mêmes grilles théorico-méthodologiques? D’autant plus qu’à ces expressions physiques de la violence s’ajoutent toutes celles qui relèvent de la « violence symbolique ». Consentie (plus que subie), cette violence impose un certain ordre dans les manières d'être. Elle englobe tous les dispositifs dont usent les dominants pour que les dominés intériorisent et acceptent leur statut et leur état de dominés (Bourdieu & Wacquant 1992). Elle participe de cette violence structurelle inhérente à tout pouvoir, qu’il soit celui du pater familias ou du chef élu ou imposé. Elle peut être liée à la forme même de l'organisation sociale à laquelle on adhère et qu’elle tend à malmener. Le politiste norvégien Johan Galtung (1969) est sans doute le premier à l’évoquer, faisant remarquer que dans cette forme de violence il n’y a pas de lien évident et apparent entre les sujets. Inscrite dans des structures sociales, cette violence est plus insidieuse mais non moins destructrice. Outre ces violences dévastatrices du lien, l’anthropologie a mis en évidence un autre genre de violences, celles destinées précisément à instaurer le lien, à le suturer ou à le raffermir. Ces violences fondatrices qui ponctuent les rites de passage (tatouages, circoncisions, excisions, scarifications et autres marquages corporels), souvent violentes et non exemptes de douleur, ont pour finalité d’agréger les individus à des communautés. Initiatique, cette violence qui laisse une marque distinctive (du rang, du sexe, etc.), n’est jamais perçue comme telle par ceux qui l’adoptent (Bodiou et Briand 2015). Malgré la variété de ses expressions et de ses modes d’effectuation, l’acte de violence demeure aisément identifiable. En revanche, il en est tout autrement quand il s’agit de définir ce qu’est la violence. Tous les dictionnaires la mettent en rapport avec l’exercice d’une force brutale ou excessive en vue de soumettre, contraindre ou obtenir quelque chose. Pour la majorité des approches, la violence a été longtemps conçue comme un « usage délibéré de la force pour blesser ou détruire physiquement » (Gurr, 1970). Au milieu des années 1990, la définition de l’OMS en élargit l’acception. Se voulant exhaustive, elle intègre à la fois les actes individuels et communautaires, commis contre autrui ou auto-infligés; qu’ils soient interpersonnels ou collectifs. Elle couvre tout aussi bien les actes de violence que les menaces et intimidations de tous ordres, induisant des atteintes physiques, psychologiques, ou affectives. Toutefois, cette définition demeure encore fortement associée aux violences physiques et n'évoque pas clairement et suffisamment les violences psychologiques et morales découlant d’actes verbaux, d'attitudes et autres conduites symboliques. Plus largement, F. Héritier (1996 : 17) appelle « violence toute contrainte de nature physique ou psychique susceptible d'entraîner la terreur, le déplacement, le malheur, la souffrance ou la mort d'un être animé; tout acte d'intrusion qui a pour effet volontaire ou involontaire la dépossession d'autrui, le dommage ou la destruction d'objets inanimés (…) ». Complète et exhaustive, cette définition souligne, une fois encore, la difficulté à parler de la violence de manière générale. La violence est une force dont l’exercice s’inscrit immanquablement dans le cadre de normes partagées. Ce sont de telles normes qui caractérisent, in fine, ce qui relève ou non de la violence. Celle-ci est justement le plus souvent un dépassement de la règle ou de la norme admise, une démesure. Elle est ce qui remet en cause l’existence de ce qu’Hanna Arendt (1989 : 283) appelle « un monde commun ». Yves Michaud (1978 : 101) le dit avec ses mots : la violence « tient plus à la dissolution des règles qui unifient le regard social qu’à la réalité qu’elle peut avoir ». À ce titre, la manifestation de la violence est l’indice d’une rupture de consensus, dont la finalité est de contraindre et de faire mal, de manière volontaire et apparemment gratuite. Elle est tantôt une infraction, tantôt un outrage. Chaque société désigne ce qu’elle considère comme violent en tentant de le réduire par l’éthique, la culture, le droit, la contrainte et en lui opposant… de la violence. Ce sont les logiques qui président à ces choix que l’anthropologue ne cesse de pointer dans leur singularité pour tenter de comprendre le phénomène dans son universalité. Même si le catalogue des actes de violence semble infini, et l’imagination des bourreaux individuels et collectifs incommensurablement fertiles, il n’en demeure pas moins que cette violence s’exerce toujours ou du moins le plus souvent selon des logiques inscrites dans un contexte historico-culturel. La « violence » est enchâssée dans une matrice éthique et obéit à une échelle de valeurs qui rend sa perception et, partant, sa signification variables selon les normes de référence en usage. Polymorphe, elle est également et nécessairement polysémique; et sa perception culturellement et sociohistoriquement déterminée. Des châtiments tolérés naguère (sectionner la langue des blasphémateurs, noyer des femmes adultères), sont décriés par des sociétés contemporaines pratiquant d’autres formes de violence (chaise électrique ou injection létale), estimées moins cruelles à leurs yeux. Ce sont en général les actes et conduites jugés illégitimes qui sont qualifiés de violents; tous ceux, tout aussi violents, mais exercés au nom d’une règle partagée ou par un pouvoir considéré comme légitime, ne sont pas tenus pour de la violence; ils sont perçus comme une coercition, une contrainte. Que ce soit pour Hobbes (2000) ou Weber (1959), l’usage légitime de la violence prévient la violence. Dès lors, il n’est plus de la violence. Loin d’être un phénomène débridé, la violence est souvent un outil savamment orchestré destiné à faire obéir ou à punir. Qu’elle soit privée ou publique, la violence est toujours inscrite dans une matrice symbolique qui structure ses modes d’effectuation et lui donne sens aux yeux de ses protagonistes. Ainsi devient-elle légitime pour son auteur; et parfois même pour celui qui la subit, la vivant comme une fatalité ou se considérant comme victime expiatoire. Ainsi, est-elle une « configuration » (Elias, 1989) où les adversaires sont aussi des partenaires agissant selon des règles partagées. Une propension devenue routinière consiste à toujours considérer la violence comme une réactivité instinctive, motivée par une pure répétition pavlovienne et paresseuse. Les études des violences urbaines ont pu montrer que celles-ci peuvent être un indicateur d’inégalité ou de défiance vis-à-vis des institutions; et, partant, l’expression d’une volonté de négociation. La manifestation de la violence est un « signal de danger » nous dit Lewis Coser (1982). Autrement dit, la violence fait à la fois signe et sens. Elle n’est pas que l’expression du chaos et du désordre. L’exercice de la violence (notamment politique) a le souci à la fois de l’efficacité et de la légitimité. Le plus souvent, la violence n’est ainsi qualifiée qu’en rapport aux seuls faits concrets, quantifiables et mesurables. Or, d’un point de vue anthropologique, la violence intègre à la fois l’éthique, les valeurs partagées, les sentiments, etc. La rumeur, l’ironie ou la satire peuvent être ressenties comme plus violentes que des coups. Physique, psychologique ou symbolique, la violence est toujours un fait « construit » à partir d’une culture partagée; dont la perception et l’intensité sont étroitement en rapport avec les normes communément admises. Quelle que soit la forme de son expression, la violence demeure un « fait social total »; car elle est toujours enchâssée dans d’autres faits sociaux qui démultiplient ses logiques et ses univers de sens (politique, religieux, économique, social etc.) (Clastres, 1977 ; Kilani, 2006). Instinct naturel, moyen d’imposer l’ordre social ou vecteur du changement social? La violence est une des catégories les plus discutées dans les sciences humaines et sociales; mobilisant terrains et théories pour saisir un phénomène en passe de figurer parmi les universaux et ne cessant de réinventer ses formes d’expression. Pour Thomas Hobbes (2000), l’une des références inévitables dans ces débats, l’homme est un être « duplice », naturellement violent mais socialement dans l’obligation de rechercher la répression de son agression en acceptant de se conformer aux règles d’une instance qui lui permettrait de vivre en société. Pour Hobbes, c’est l’égalité primordiale entre les hommes qui serait à l’origine des affrontements. Jean-Jacques Rousseau (1971) reproche au philosophe britannique d’avoir attribué à l’homme vivant dans l’état de nature les attributs et les passions propres à l’homme vivant dans la société. Ces deux postures spéculatives vont constituer dans une large mesure le cadre de pensée dans lequel seront débattues thèse et contre-thèse sur la nature violente ou non de l’homme. La première défend le caractère inné de la violence, tandis que la seconde la considère comme un acquis culturel. En anthropologie, l’intérêt pour la violence comme phénomène, est présent dès les premiers travaux qui ont pu montrer que toutes les sociétés contiennent de la violence, la produisent, l’utilisent et la gèrent. Mise en avant par Max Weber (1959) dans sa théorie de l’État comme monopole de la violence légitime, elle est popularisée par les travaux de René Girard (1972, 1978). Pour ce philosophe et anthropologue, les désirs de l’homme sont mimétiques et engendrent une violence fondée sur la « rivalité ». L’homme désire les mêmes objets que son prochain, et son désir augmente en fonction de celui de l’autre. Ce désir mimétique débouche sur la violence qui, de proche en proche, devient générale et concerne toute la société. Pour y remédier, Girard s’écarte des thèses wébériennes qui préconisent l’instauration d’une violence légitime confiée à l’État. Il postule que les hommes déplacent leur hostilité sur une victime émissaire (Girard, 1972). C’est le sens du sacrifice présent dans toutes les sociétés humaines. C’est le « désir mimétique » à l’origine de la violence qui caractérise l’être humain en société. Pour empêcher le saccage de cette violence réciproque, présente dans l’essentiel des rapports humains et dans toutes les sociétés dès le début de leur formation, la communauté sacrifie une victime arbitraire consensuelle. La haine de chacun est transférée sur cette victime émissaire dont la mise à mort est expiatoire. Elle sauve la communauté et lui permet de survivre. En évitant la violence destructrice de la communauté, cette violence sacrificielle et pacificatrice se transforme en une violence fondatrice. Les anthropologues se sont également intéressés à la forme institutionnelle de la violence. Ainsi, la guerre mobilisera l’essentiel des théories. Une approche naturaliste développée notamment par André Leroi-Gourhan (1965), postule que la guerre (comme violence institutionnelle) est la conséquence de l'évolution naturelle de l'Homme, qui de chasseur devient guerrier. Pour cet ethnologue et penseur des techniques et de la culture, la violence humaine relèverait du biologique. Postulant que la guerre est une extension de la chasse, il considère que l’homme, à l’instar de l’animal, est un être prédateur et donc violent par nécessité. Le social et l'institutionnel sont ainsi naturalisés. La violence permet de se procurer les rares ressources disponibles. Une telle approche rejoint celle qui met en rapport la guerre et les pénuries de nourriture dans les sociétés primitives. D’autres thèses, plus répandues, estiment certains modèles culturels, comme la virilité, l'autoritarisme culturel et la religion, à l'origine immédiate et exclusive de cette violence. Ce courant culturaliste considère la violence comme un phénomène culturel. Une de ses premières figures, Ruth Benedict (1950), a tenté d’opposer la culture apollinienne des Indiens Pueblos, qu’elle considère comme communautaire et pacifique, à celle des Indiens des plaines, qu’elle définit comme passionnés et agressifs et dont elle qualifie la culture de dionysiaque. Une autre approche culturaliste, celle de Claude Lévi-Strauss, voit dans la violence un mode d’échange, un « échange malheureux ». Pour le théoricien du structuralisme, la guerre est l’expression d’un échec dans l'échange entre communautés, lequel échange est à ses yeux fondateur des sociétés. L’anthropologie Pierre Clastres (1977) réfutera toutes ces théories pour soutenir que la guerre est constitutive de la société primitive. Elle n’est, selon lui, ni un instinct animal, ni la conséquence d’un manque, ni l’expression d’un ethos culturel, ni un échange raté. Elle est au fondement même de l’être ensemble. Étant sans hiérarchie, la société primitive use de la guerre contre l’Autre comme moyen de raffermir son unité. Depuis Thomas Hobbes, la violence hors d'un cadre prescrit par l'État est considérée comme une pathologie sociale. Contre cette vision, Pierre Clastres soutient que les violences (apparemment déviantes ou criminelles) s'inscrivent dans un univers social, culturel et symbolique pour faire sens. Poussée à ses limites, cette approche compréhensive risque de conduire à soutenir des légitimations au nom du relativisme culturel. Dans un monde où génocides, guerres, terrorismes et autres destructions de masse sont devenus une réalité quotidienne, plusieurs auteurs soutiennent la thèse de Norbert Elias (1989) sur le recul de la violence et la domestication de l’animal humain. Contre-intuitive, cette thèse est défendue par plusieurs historiens sur la base de travaux sur des archives judiciaires, dont l'historien Jean-Claude Chesnais (1981 : 14) qui estime qu' « il y a au cours des derniers siècles une régression considérable de la violence criminelle ». Si aujourd’hui on parle de son omniprésence, c’est parce que le seuil de tolérance aurait baissé. Nous serions devenus plus sensibles à la violence, subjectivement. Ceux qui rejettent une telle thèse préfèrent souligner le nombre et la diversification des formes des violences : génocides, attentas, terrorismes, etc. (Wieviorka, 2004). En effet, la violence a pris des formes inédites en rapport avec la complexification de notre organisation sociale. La technologie a contribué à une certaine sophistication de la violence et à sa mise à distance. Sa « domestication » s’opère par sa taylorisation. L’acte de tuer ou de perpétrer un génocide est noyé dans les échelons de la décision (du général qui décide au soldat qui exécute) et dans une « chaîne opératoire » plus ou moins longue. Grâce à cette « taylorisation », la violence se trouve aujourd’hui « domestiquée ». L’euphémisation par la technologie (écrans) la rend supportable par celui qui l’exécute; tout comme le sacré l’avait déjà rendue acceptable et supportable aux yeux, à la fois, de celui qui la donne et de celui qui la subit (Matthew, 2017 ; Blaya, 2011). Quoi qu’il en soit, le développement vertigineux de la technologie, et de l’organisation bureaucratique, contribue à cette « banalisation du mal » (Arendt 1991) en rendant moins perceptibles et plus insidieuses ces violences. Les armes biologiques sont moins spectaculaires dans leur usage mais plus dévastatrices dans leurs effets, tout comme les drones tuent de façon aussi chirurgicale que silencieuse (Chamayou 2013). Il suffit également de penser à toutes les formes de cyberviolence qui se développent dans le monde virtuel des réseaux sociaux, à l’instar du « revenge porn » ou « cyber-rape » (Blaya, 2011). Ce type de violence s’effectue en général sans échange verbal direct. Le registre du langage et l’émotion qu’il produit sont ainsi annulés, privant la victime de repères et d’alertes. Le « bourreau » est également protégé puisqu’il ne voit pas et il n’entend pas la réaction que produit son acte sur la victime. Dans cette nouvelle configuration que produit la cyberviolence, l‘agresseur n’est pas nécessairement plus fort, mais dispose de plus de latitude pour nuire. La thèse du recul de la violence ne tient pas suffisamment compte de sa sophistication, qui arrive à l’occulter. En revanche, la montée de la violence, souvent signalée, peut n’être que le signe d’un abaissement du seuil de tolérance face à des conduites plus ou moins agressives. En réalité, la notion de violence renvoie à deux dimensions, l’une factuelle et l’autre normative. Elle qualifie les effets de la force physique au regard de la transgression des normes socialement établies (Robert & al. 2008 ; Mucchielli, 2008).

Dans le domaine de l'électronique de puissance, afin d'améliorer l'efficacité du fonctionnement des associations convertisseurs-machines, les semi-conducteurs utilisés fonctionnent à des fréquences de plus en plus élevées, ceci engendre des perturbations électromagnétiques très contraignantes.Durant cette étude, nous nous intéressons particulièrement aux perturbations conduites de mode commun (MC) qui est le mode le plus pénalisant dans ce genre de système. Ces perturbations vont d'une part dégrader les roulements du moteur et d'autre part se propager vers l'alimentation et engendrer des perturbations rayonnées qui peuvent créer des dysfonctionnements dans les appareils environnants, notamment les systèmes électroniques bas niveau. Ces perturbations, qui font partie des problèmes de compatibilité électromagnétique (CEM), attirent de plus en plus l'attention des industriels, notamment dans le domaine aéronautique qui s'oriente vers une génération d'avions « plus électriques ». Pour assurer la sûreté de fonctionnement, il convient de respecter des normes de CEM strictes (ex. DO-160D en aéronautique). La modélisation du système constitue le point de départ de ce travail. L'approche choisie, dite « quadripolaire », est basée sur des mesures spécifiques de la tension de MC générée par l'onduleur, et des impédances équivalentes de MC de chaque constituant du système qui est représenté par un quadripôle associé à une matrice d'impédance [Z]. Ce modèle simple, efficace et surtout versatile nous permet d'estimer ou de calculer directement dans le domaine fréquentiel les courants et les tensions de MC aux différents points du circuit. La confrontation aux résultats expérimentaux montre la validité du modèle sur une large gamme de fréquences. Ce modèle est ensuite exploité à des fins d'études de sensibilité et de dimensionnement de solutions de réduction des perturbations conduites de MC. Enfin, un modèle, tenant compte du courant circulant dans le plan de masse, propose une modélisation proche d'un système d'entraînement réel installé en secteur industriel ou à bord d'un avion.

Au cours de ces dernières décennies, les avionneurs n’ont cessé d’augmenter la puissance électrique embarquée à bord des avions. Cette intensification de l’usage de l’électricité, dans le but de rationaliser les énergies secondaires de l’avion (pneumatique, hydraulique, mécanique) constitue le fondement du concept de l’avion plus électrique. Une des contreparties de l’augmentation du nombre de charges électriques réside dans le fait qu’elles doivent fonctionner dans le même environnement électromagnétique, ce qui engendre des problèmes de compatibilité. Cette discipline a été traitée jusqu’à présent en fin de développement d’un système, avant l’étape de la certification et de l’intégration sur avion. La prise en compte de ces contraintes dès la phase de conception, via l’estimation des perturbations électromagnétiques conduites et rayonnées par simulation, peut permettre d’importants gains de temps et de coûts en réduisant les phases d’essais. La première étape de ce projet de recherche est la mise en place d’une approche de modélisation compatible avec les processus d’optimisation. Il est alors indispensable de prendre en compte l’ensemble des sous-systèmes qui composent la chaîne électromécanique, à savoir les RSILs, les câbles, le convertisseur et le moteur. L’approche de modélisation choisie est de type directe ; elle consiste à représenter la chaîne électromécanique dans la base de mode commun par des quadripôles. Ce modèle générique permet d’estimer les courants de mode commun directement dans le domaine fréquentiel en différents points du système. Par ailleurs, afin d’être compétitif vis-à-vis des autres vecteurs d’énergie présents sur avion, la densité de puissance des systèmes électriques doit être drastiquement augmentée. L’introduction des semi conducteurs grands gaps à base de Carbure de Silicium (SiC) permet de contribuer à l’augmentation de la densité de puissance des électroniques de puissance. Cependant, dans ces travaux de thèse, nous veillons à la non régression des performances au niveau système et notamment vis-à-vis de l’impact des émissions électromagnétiques conduites de mode commun. Une fois les modèles en émission établis, diverses solutions de filtrage sont étudiées : filtrage passif externe et interne. Une démarche d’optimisation multi-objectifs (masse, pertes) et multi contraintes (qualité réseau, stabilité, CEM, thermique, etc.) est proposée. Des études de sensibilité mettent en évidence les variables de conception ayant le plus d’impact sur les émissions conduites. Cette approche permet le dimensionnement optimal des composants de l’onduleur (module de puissance, dissipateur, filtres de mode commun et de mode différentiel, paramètres de la commande rapprochée). Les résultats obtenus grâce à l’algorithme génétique employé permettent de construire des courbes de tendance utiles pour l’aide au dimensionnement
Over the last decades, aircraft manufacturers have not ceased to increase the electrical power on board aircrafts. This intensification of the use of electricity, in order to rationalize the secondary energies of the aircraft, lays the foundation for the concept of the More Electric Aircraft (MEA). One of the counterparts to increasing the number of the electrical loads is that they must operate in the same electromagnetic environment, which creates compatibility issues. This discipline has been treated so far at the end of the development of a system, before the stage of certification and aircraft integration. Taking into account these constraints from the design phase, via the estimationof conducted and radiated electromagnetic disturbances by simulation, significant time and costs savings could be achieved by reducing the test phases. The first step of this research project is the implementation of a modeling approach suitable with optimization processes. It is then essential to take into account all subsystems that form the electromechanical drive, namely the LISNs, the cables, the power converter and the electric motor. The modeling approach chosen is of the direct type; it consists of representing the electromechanical chain in the common mode base by two ports networks. This generic model allows us to estimate common mode currents directly in the frequency domain at different locations. Besides, one of the main challenges associated to MEA is thus to drastically increase the power density of electrical power systems, without compromising on reliability. The development of new Wide Bandgap (WBG) semiconductor technologies made of Silicon Carbide, can significantly increase efficiency, performance and power density of adjustable speed electrical power drive systems. Nevertheless, due to their higher switching speed and voltage overshoot, WBG semiconductors used in power converters of an electromechanical chain may have some drawbacks when it comes to ElectroMagnetic Interference. Understanding the switching behavior of WBG components is necessary in order to keep switching speed and overvoltage at a reasonable level. In this PhD thesis, we ensure that the introduction of this emerging technology does not lead to a regression of performance at system level. Once we establish the conducted emissions models, different filtering solutions have been used: external and internal passive filters. An optimization dedicated to the resolution of a multi-objectives problem (mass, losses) and multi-constraints (quality, stability, EMC, thermal, etc.) in order to minimize the mass of the converter is accomplished. Sensitivity studies led to the identification of the design variables which have the biggest impacts on conducted emissions. This tool allows the optimal sizing of the inverter’s components (power module, heat sink, common mode and differential mode filters, close control parameters). The results obtained thanks to the use of a genetic algorithm make it possible to develop trend curvesfor an inverter sizing

Cette thèse est consacrée à la modélisation CEM « boîte noire » d’un onduleur triphasé pour une application aéronautique. Ces travaux effectués sont réalisés dans le cadre d’un projet intitulé MECEP (Maîtrise des Emissions Conduites des Electroniques de Puissance) financé par la DGAC.Afin de protéger les réseaux de bord des perturbations électromagnétiques conduites et répondre aux normes CEM et plus particulièrement la norme aéronautique « DO160F », un filtre CEM est absolument nécessaire pour chaque convertisseur de puissance. Les niveaux de perturbations générées par ce type de système nécessite une conception soignée afin d’assurer un filtrage efficace des courants parasites qui se propagent en MC et en MD. C’est pourquoi cette thèse est consacrée à l’étude d’une modélisation CEM générique, rapide et capable de représenter correctement le comportement électromagnétique du convertisseur du point de vue du réseau DC et de la charge AC sur la plage fréquentielle de la norme DO160F. La modélisation choisie est basée alors sur une représentation de type « boîte noire ». Le modèle CEM identifié contient des sources de perturbations et des impédances de MC et de MD équivalentes. Ce type de modèle est validé pour deux chaines d’entrainement classiques de 4 kW. Il est capable de prédire l’impact de différents paramètres comme le point de fonctionnement, l’impédance du réseau d’alimentation et l’impédance de la charge avec des résultats satisfaisants dans le domaine fréquentiel. Les résultats obtenus montrent que le modèle proposé peut prédire les perturbations conduites pour les différents cas jusqu’à une fréquence de 50 MHz.Finalement, le modèle CEM proposé, qui représente le comportement électromagnétique du convertisseur côté entrée DC, est étendu afin de représenter le comportement côté sortie AC.Les principaux avantages de la modélisation CEM « boîte noire » proposée sont la rapidité, la simplicité et la construction sans la connaissance de la structure interne du convertisseur qui peut être protégée par le secret industriel
This thesis is focused on the black box EMC modeling of a three-phase inverter for aerospace applications. The work performed in this thesis is carried out in the framework of DGAC project (Directorate General of Civil Aviation) titled MECEP (Control of conducted emissions of power electronics).To protect the network board from the conducted electromagnetic interferences and to meet the EMC standards and especially the aviation standard “DO160F”, an EMC filter is absolutely necessary for each power converter. This disturbance levels generated by this type of system require careful design to ensure the filtering of parasitic currents that propagate in common mode (CM) and differential mode (DM). Therefore, the work of this thesis is devoted to the study of a generic EMC modeling, rapid and able to represent correctly the electromagnetic behavior of the converter from the side of the DC network and from the side of the AC load. This modeling is based on a “black box” representation. The identified EMC model contains disturbance sources and equivalent CM and DM impedances. This type of model is validated for two standard drive chains of 4 kW. It is able to predict the impact of different parameters such as the operating point, the network impedance and the load impedance in the frequency domain. A good agreement is obtained in all cases up to a frequency of 50 MHz Finally, the proposed EMC modeling, which represents the electromagnetic behavior of the DC input side of the converter, is extended to represent the AC output side behavior. The main advantages of the proposed “black box” EMC modeling are the rapidity, the simplicity and the construction without the knowledge of the internal structure of the converter. That can be protected by the industrial secret

Les variateurs de vitesse sont constitués de convertisseurs statiques qui permettent de varier la vitesse de rotation des moteurs électriques triphasés. Cependant, ces convertisseurs sont à l'origine de perturbations électromagnétiques conduites de mode commun. L'objectif de ce travail porte sur la réduction ces perturbations conduites, par l’élaboration d’une nouvelle stratégie de commande basée sur la modulation de largeur d’impulsions (MLI). Cette commande est appliquée à un variateur de vitesse composé d’un redresseur MLI à absorption sinusoïdale. Un état de l’art des solutions d’atténuation des perturbations conduites a été réalisé ; à l’issu duquel, il en résulte que la MLI est une technique intéressante pour la réduction des perturbations de mode commun. Une stratégie de modulation basée sur la méthode de synchronisation des commutations entre redresseur et onduleur, nommée synchronisation totale, a été développée. Dans le but de mettre en avant l’impact de cette méthode sur le niveau des perturbations, une étude des phénomènes relatifs aux commutations des transistors de puissance est menée. Un modèle de représentation simplifié des commutations a permis l’évaluation des performances de la synchronisation totale sur la tension de en mode commun. Cette méthode a ensuite été validée expérimentalement au travers d’un prototype intégrant un algorithme d’application de la stratégie de modulation proposée. Les résultats obtenus ont permis de montrer les avantages de la méthode de synchronisation totale principalement dans la réduction des dimensions des filtres CEM utilisés pour la mise en conformité des variateurs de vitesse
The adjustable speed drives (ASDs) use the static converters that allow varying the speed of the three phase electrical motors. However, these converters are the main source of the common mode conducted emissions. The objective of this research work focuses on the reduction of conducted emissions, through the development of a new control strategy based on pulse width modulation (PWM). This strategy is applied to an adjustable speed drives that is composed from an Active Front End (AFE). A state of art of the different solutions of the reduction of the conducted emissions has been achieved. This study shows that the control strategy (PWM) is a useful technique for reducing common mode interferences. A new PWM strategy allowing the synchronization of all the switching cell of the AFE and inverter has been developed and will be noted "full synchronization". In order to highlight the impact of this method on the conducted emissions, a study of phenomena related to the power transistors' switching is carried out. A simplified model of the switching allowed the evaluation of the performances of full synchronization method on the common mode voltage. This method was then validated experimentally on an ASD prototype using the developed control strategy algorithm. The obtained results show the advantages of the proposed full synchronization method, mainly in the reduction of the dimensions of the EMI filters for compliance with EMC standards

Dans les domaines industriels et en particulier celui du transport, le nombre et la puissance des équipements électriques et électroniques embarqués est en constante augmentation. L'alimentation des équipements électriques et la commande de ces actionneurs nécessitent l'utilisation de convertisseurs d'électronique de puissance à découpage dont la nature perturbatrice n'est plus à démontrer. Afin de prendre en compte la CEM dès la phase de conception d'un produit, les constructeurs doivent disposer d'outils dédiés à la CEM ou à défaut de règles ou techniques de conception spécifiques. C'est dans l'optique de répondre à ces besoins que se sont orientés ces travaux de thèse.La première partie des travaux traite de la modélisation des perturbations conduites des organes de puissance d'une chaîne de traction : un ensemble convertisseur / machine synchrone à rotor bobiné. Cette étude a conduit à un modèle CEM générique d'une structure non isolée quelconque d'électronique de puissance. La deuxième partie a permis de développer une nouvelle méthode de calcul qui ouvre de réelles perspectives quant à la réduction des temps de calcul. Par l'observation et l'étude de signaux sur différents horizons temporels, une technique de reconstitution des perturbations de mode commun par convolution a été proposée. Une troisième partie, consiste à synthétiser les sources de perturbations grâce à l'élaboration de fonctions de transfert décrivant le comportement haute fréquence d'une cellule de commutation. Cette approche immédiatement exploitable en simulation numérique se distingue dans la mesure où elle permet de s'affranchir des non linéarités intrinsèques des composants semi-conducteurs.

Dans les domaines industriels et en particulier celui du transport, le nombre et la puissance des équipements électriques et électroniques embarqués est en constante augmentation. L’alimentation des équipements électriques et la commande de ces actionneurs nécessitent l’utilisation de convertisseurs d’électronique de puissance à découpage dont la nature perturbatrice n’est plus à démontrer. Afin de prendre en compte la CEM dès la phase de conception d’un produit, les constructeurs doivent disposer d’outils dédiés à la CEM ou à défaut de règles ou techniques de conception spécifiques. C’est dans l’optique de répondre à ces besoins que se sont orientés ces travaux de thèse.La première partie des travaux traite de la modélisation des perturbations conduites des organes de puissance d’une chaîne de traction : un ensemble convertisseur / machine synchrone à rotor bobiné. Cette étude a conduit à un modèle CEM générique d’une structure non isolée quelconque d’électronique de puissance. La deuxième partie a permis de développer une nouvelle méthode de calcul qui ouvre de réelles perspectives quant à la réduction des temps de calcul. Par l’observation et l’étude de signaux sur différents horizons temporels, une technique de reconstitution des perturbations de mode commun par convolution a été proposée. Une troisième partie, consiste à synthétiser les sources de perturbations grâce à l’élaboration de fonctions de transfert décrivant le comportement haute fréquence d’une cellule de commutation. Cette approche immédiatement exploitable en simulation numérique se distingue dans la mesure où elle permet de s’affranchir des non linéarités intrinsèques des composants semi-conducteurs
In the transport field, whether road, rail, marine or aeronautic, the number and power of embedded electric or electronic devices are constantly increasing. New features, often developed for passengers comfort, are responsible for this increase. Moreover, many actuators which were previously mechanical, thermal or hydraulic are replaced by electrical ones. Those new actuators need an electrical power supply which most of the time rely on power electronics. It is well known that this kind of device generate high levels of disturbances. In order to take into account the electromagnetic compatibility (EMC) at the design stage of a product, builders need tools adapted to EMC or specific conception rules. The work performed during this thesis is geared in order to meet these needs.The first part deals with the modeling of conducted electromagnetic interferences (EMI) of an electrical power train mainly composed by power electronics converter and a wound rotor synchronous machine. Thanks to this study, a generic model of any non-insulated structure of power electronics was developed. The second part consists in developing a new computing method which allows to reduce the time of computing. Based on the observation of signals on different time intervals, a reconstruction technique by convolution product is proposed and applied for a common mode current. The third part deals with the elaboration of sources of disturbances by transfer functions which describe the high frequency behavior of a switching cell. This modeling is directly implementable in a circuit simulation software as it allows to linearize the intrinsic non linear behavior of the semiconductor components

Actuellement, le développement de semiconducteurs et la demande croissante de convertisseurs en électronique de puissance dans les différents domaines de l’énergie électrique, notamment pour des applications dans l’aéronautique et les réseaux de transport et de distribution, imposent de nouvelles spécifications comme le fonctionnement à hautes fréquences de commutation, densités de puissance élevées, hautes températures et hauts rendements. Tout ceci contribue au fort développement des composants en SiC (Carbure de Silicium). Cependant, ces composants créent de nouvelles contraintes en Compatibilité Electromagnétique (CEM) à cause des conditions de haute fréquence de commutation et fortes vitesses de commutation (forts di/dt et dv/dt) en comparaison à d’autres composants conventionnels de l'électronique de puissance. Une étude des perturbations générées par les composants SiC est donc nécessaire. L'objectif de ce travail est de donner aux ingénieurs amenés à concevoir des convertisseurs une méthode capable de prédire les niveaux d'émissions conduites générées par un convertisseur électronique de puissance qui intègre des composants en SiC. La nouveauté du travail présenté dans cette thèse est l’intégration de différents modèles de type circuit pour tous les constituants d’un convertisseur (un hacheur série est pris comme exemple). Le modèle est valable pour une gamme de fréquences de 40Hz à 30MHz. Des approches de modélisation des parties passives du convertisseur sont présentées. Ces approches sont différentes selon que les composants modélisés soient disponibles ou à concevoir : elles sont basées sur des mesures pour la charge et les capacités ; elles sont basées sur des simulations prédictives pour routage du convertisseur. Le modèle complet du convertisseur (éléments passifs et actifs) est utilisé en simulation pour prédire les émissions conduites reçues dans le réseau stabilisateur d’impédance de ligne. Le modèle est capable de prédire l'impact de différents paramètres comme le routage, les paramètres de contrôle comme les différents rapports cycliques et les résistances de grille avec des résultats satisfaisants dans les domaines temporels et fréquentiels. Les résultats obtenus montrent que le modèle peut prédire les perturbations en mode conduit pour les différents cas jusqu'à une fréquence de 15MHz. Finalement, une étude paramétrique du convertisseur a été élaborée. Cette étude a permis de voir l’influence de la qualité des différents modèles comme les éléments parasites du routage, des composants passifs et actifs et d'identifier les éléments qui ont besoin d’un modèle précis pour avoir des résultats valides dans la prédiction des perturbations conduites
The recent technological progress of semiconductors and increasing demand for power electronic converters in the different domains of electric energy particularly for applications in aeronautics and networks of transport and distribution impose new specifications such as high frequencies, high voltages, high temperatures and high current densities. All of this contributes in the strong development of SiC (Silicon Carbide) components. However these components create new issues in Electromagnetic Compatibility (EMC) because of the conditions of high frequency switching and high commutation speeds (high di/dt and dv/dt) compared to other conventional components in power electronics. A precise study of the emissions generated by SiC components is therefore necessary. The aim of this work is to give a method able to predict levels of conducted emissions generated by a power electronics converter with SiC components to engineers which design power converters. The novelty of the work presented in this thesis is the integration of different modeling approaches to form a circuit model of a SiC-based converter (a buck dc–dc converter is considered as an example). The modeling approach is validated in the frequency range from 40Hz to 30MHz. Modeling approaches of the passive parts of the converter are presented. Theses approaches differs according to whether the component is existing or to be designed : they are based on measurements for the load and capacitors; they are based on numerical computation and analytical formulations for PCB. The complete model obtained (passive and active components) is used in simulations to predict the conducted emissions received by the line impedance stabilization network. The model is able to predict the impact of various parameters such as PCB routing, the control parameters like duty cycles and different gate resistors in the time and frequency domains. A good agreement is obtained in all cases up to a frequency of 15MHz. Finally, a parametric study of the converter has been elaborated. This study allowed to see the influence of different models such as parasitic elements of the PCB, passive and active components and to identify the elements that need a precise model to obtain valid results in the prediction of conducted EMI

De l’avion plus électrique, en passant par l’hybridation de véhicules automobiles et jusqu’aux implants cardiaques d’assistance circulatoire, la compacité est devenue le graal de l’électrotechnique embarquée moderne. En effet, la densité de puissance des systèmes électromécaniques ne cesse de s’accroitre. Ainsi, pour répondre aux besoins de forte intégration, les convertisseurs en électronique de puissance trouvent un vecteur de développement dans l’augmentation de leur température et des fréquences de fonctionnement mais aussi dans la réduction des temps de commutation des interrupteurs, leur permettant de réduire leurs pertes thermiques et ainsi, de réduire leurs besoins en refroidissement. Les moteurs et générateurs électriques évoluent avec des topologies aussi diverses qu’innovantes pour répondre aux besoins d’intégration, robustesse et sureté de fonctionnement. Particulièrement, les bobinages des moteurs sont les premiers éléments sur le front de bataille. Au sein du bobinage s’effectuent les échanges entre moteur et convertisseur. L’augmentation des contraintes fréquentielles et transitoires sous forme de fronts de courant et tension issus des ensembles d’électronique de puissance constituent des défis en termes de compatibilité électromagnétique (CEM) pour les systèmes embarqués. Le travail présenté ici est le fruit d’une étroite collaboration entre la société NOVATEM et le laboratoire Génie de Production de l’ENIT de Tarbes au travers d’un financement CIFRE, en association avec la plateforme Labceem de l’IUT de Tarbes. Il propose d’apporter des modèles prédictifs permettant de déterminer les conséquences de ces contraintes d’intégration dans les systèmes mécatroniques de puissance dès les premières étapes de leur conception. Les perturbations conduites dont la source HF est au sein des interrupteurs de puissance du convertisseur, sont façonnées par les impédances caractérisant le chemin de couplage dont le moteur fait partie intégrante. Ce travail vise à élaborer des méthodes et outils pour contribuer à l’étude prédictive de la compatibilité électromagnétique (CEM) des ensembles mécatroniques en essayant de couvrir une plage de fréquence allant de 0 à 300 MHz. Dans une première partie, un état de l’art est détaillé afin de délimiter le contexte et les frontières de l’étude. Puis, un deuxième chapitre porte sur la modélisation analytique de bobinages concentrés de moteurs électriques. Les modèles analytiques établis permettent de déterminer les paramètres de réseaux de circuits pour effectuer des simulations dans le domaine temporel et harmonique. Contrairement aux modèles comportementaux de moteurs répandus dans la littérature, les modèles ici synthétisés prennent en compte les paramètres physiques des bobinages. Ils donnent la possibilité à l’utilisateur de paramétrer les architectures de bobinages concentrés en changeant des paramètres tels que la géométrie des bobines, les matériaux d’isolation ou encore la perméabilité des culasses. Un troisième chapitre, détaille l’établissement d’une méthode rationnelle d’extraction numérique de paramètres fonctionnels et parasites des PCB multicouches de puissance. Cette méthode, de par la prise en compte de paramètres physiques, s’inscrit dans une logique générique et prédictive. Finalement, dans le dernier chapitre, les outils et méthodes précédemment établis sont appliqués à l’étude d’un système réel de motorisation de véhicule électrique développé par la société partenaire Novatem. Le caractère physique et prédictif de ces outils vise à permettre l’expérimentation virtuelle sur l’ensemble moteur-convertisseur sans la nécessité de prototypes. Ce dernier chapitre illustre l’intérêt d’une approche physique en modélisation pour la compatibilité électromagnétique de systèmes mécatroniques
From the more electrically operated aircraft, to the hybridization of motor vehicles, all the way to electromechanic cardiac implants, compactness has become the holy grail of modern embedded electrical engineering. Indeed, the power-to-weight ratio demands for electromechanical systems has greatly increased. To meet these high integration needs, power electronic converters find a vector of development by increasing their temperature and operating frequencies but also by reducing the switching time of power switches, thus enabling them to reduce their power losses and thereby reducing their cooling requirements. Electric motors and generators operate with various innovative topologies that meet integration, robustness and reliability needs. Motor windings, particularly, are the first motor components on the battle front. It is at the heart of the winding that occur the exchanges between motor and converter. In terms of electromagnetic compatibility (EMC) for embedded systems, the increased frequency and transient stresses in the form of current and voltage edges from the power electronic assemblies are considered steep challenges. The work presented herein is the result of a close cooperation between the company Novatem and the laboratory Génie de Production of ENIT de Tarbes, through CIFRE funding, in combination with the Labceem platform of IUT of Tarbes. Its aim is to develop predictive models that will serve to determine the consequences of such integration constraints in power mechatronic systems that are in the early stages of design. Conducted disturbances whose HF source is located at the inverter power switches are shaped by the impedances characterizing the coupling path of which the electrical machine is an integral part. This work proposes to develop methods and tools to support the predictive study of electromagnetic compatibility (EMC) of mechatronic assemblies, by attempting to cover a modeling frequency range that goes from 0 to 300 MHz’s. In the first chapter of this work, a literature review is detailed for the definition of the context and boundaries of the study. A second chapter focuses on the analytical modeling of concentrated windings in electric motors. The analytical models that are established allow determination of circuit networks settings to perform time- and frequency- domain simulations. Unlike the widespread behavioral models of electrical machine in the literature, the models that are synthesized here take into account the physical parameters of the coils. The user of such models is offered the opportunity to account for the different winding architectures, by changing core parameters such as geometry, insulation materials or permeability. A third chapter describes the establishment of a rational method for extraction of functional and parasitic parameters in multilayer Power PCBs. This method being of a generic and predictive logic aims to account for physical parameters. Finally, in the last chapter, the previously established tools and methods are applied to the study of a real electric vehicle drive system developed by the company Novatem. The physical and predictive value of these tools allows for execution of virtual experimentations on the motorconverter assembly without the need for prototypes. This chapter illustrates the value of a physical approach to modeling the electromagnetic compatibility of mechatronic systems

La charge d’un véhicule électrique constitue un enjeu stratégique pour les constructeurs automobile et forme un réel défi à relever avant de pouvoir comparer ces véhicules à la simplicité d'usage du véhicule thermique. En effet, l’autonomie limitée, la durée de recharge de la batterie, le coût du déploiement d’une infrastructure de charge rapide, l'impact significatif sur les réseaux électriques et le coût élevé de la batterie sont à l’origine de plusieurs projets de recherche axés sur l’optimisation de la chaîne de recharge du véhicule électrique. Afin d’améliorer l'autonomie d'un véhicule électrique, une solution contraignante mais stratégique consiste à embarquer le chargeur dans le véhicule afin d’assurer la conversion ac-dc de l’énergie à partir des prises de courant. Cette solution permet d’augmenter la disponibilité de la charge pour les utilisateurs. En outre, le chargeur embarqué peut réutiliser tout, ou une partie des éléments déjà existants et nécessaires à la propulsion du véhicule. L'idée étant de pouvoir employer certains éléments de la chaîne de traction électrique, déjà embarqués dans le VE (moteur électrique et onduleur de tension), et d’ajouter un filtre d'entrée et un redresseur afin de concevoir le chargeur. Cette solution permet de réduire le coût du chargeur, sa taille ainsi que le volume nécessaire à l'intégration de ses constituants électriques, on parle alors de chargeur intégré à la chaîne de traction. Cependant, la réutilisation de l’électronique de puissance embarquée engendre des problèmes de compatibilité électromagnétique avec d’autres équipements connectés sur le réseau électrique et aussi avec les dispositifs de protection domestique.Le problème majeur à lever est donc, la limitation des émissions conduites et plus particulièrement des courants de mode commun dans une gamme de fréquence importante. Ce projet de thèse a donc, pour objectif, l’amélioration de la disponibilité de la charge actuelle tout en réduisant le volume du filtre CEM passif. Nous cherchons, à travers ces travaux, à identifier des domaines d'améliorations possibles, à proposer des solutions à bas coûts et à intégrer des modifications au niveau de la commande et de la topologie afin d'optimiser le comportement CEM, tant en basses fréquences (0 - 2 kHz) qu’en hautes fréquences (150 Hz- 30 MHz), de ce chargeur embarqué intégré sans isolation galvanique. Les propositions doivent répondre simultanément aux besoins de recharge domestique en monophasé (à 3.7 kW et à 7.4 kW) et rapide en triphasé (à 22 kW et à 43 kW) sans pour autant augmenter le volume ni les coûts engendrés. Ainsi, cinq axes de travail sont étudiés: l’optimisation du comportement CEM (0-2 kHz) du chargeur en monophasé ; l’optimisation du comportement CEM (0-2 kHz) du chargeur en triphasé ; le développement, la mise en œuvre et l’instrumentation de deux bancs expérimentaux exploités pour l’obtention de résultats; la proposition d’une approche de modélisation CEM de la structure qui tient compte du mode commun et du mode différentiel ; et la proposition de solutions pour la réduction des émissions conduites (150 kHz – 30 MHz)
Battery chargers for electric vehicles are classified as on-board or off-board chargers. Off-board chargers are not constrained by size or weight but introduce additional cost to the infrastructure through the deployment of a high number of charging stations. In order to meet the needs of electric vehicle users in terms of charging availability, on-board chargers that achieve ac/dc conversion are retained. Furthermore, on-board chargers are classified as standalone or integrated systems. By reusing parts of the traction power train for charging, the latter reduces the cost of the charger. Disadvantages of integrated systems include electromagnetic compatibility issues and complex control schemes.This work presents the power quality performance analysis and control optimization of an on-board non-galvanically isolated electric vehicle charger integrated to the traction’s power train. In order to be able to evaluate the high frequency conducted common mode emissions (150 kHz - 30MHz) of a power conversion structure, one needs to develop a good current control scheme that establishes a high-quality low frequency behavior (0 - 2 kHz). Therefore, different aspects related to the power factor correction of the single-phase as well as the three-phase charging configurations are studied: the control scheme for the regulation of the charging power, the displacement power factor correction, the suppression of the grid current harmonics and the active damping of the input filter’s resonance. Two experimental test benches are developed using two different technologies (Silicon IGBTs vs. Silicon Carbide Mosfets). Experimental results are provided.This work also presents a comprehensive approach to modeling the CM and the DM EMI behavior of a power electronics structure. This method is applied to the charger in its single-phase and three-phase configurations. The models allow to evaluate the fluctuating internal nodes and to study the effect of various proposed mitigation solutions on the CM emissions. The models are also developed in the intent of being injected into optimization algorithms for the future design of an optimal EMI filter