"Systèmes électriques pour véhicules du futur" EEA 2009

Michel Hecquet

Michel HECQUET (40 ans) a obtenu son doctorat en Génie Electrique de l’Université de Lille1 en 1995. Sa thèse concernait la modélisation par un réseau de perméances 3D d’un alternateur à griffes (application automobile), permettant de déterminer les efforts électromagnétiques en vue de limiter le bruit d’origine électromagnétique.

Recruté à l’IUT A de Lille1 et au L2EP au sein de l’équipe OPTIMISATION, ses activités de recherche concernent la modélisation et la conception de machines électriques en vue de réduire le bruit d’origine électromagnétique. L’utilisation de la méthodologie des plans d’expérience et le développement d’un superviseur d’optimisation SOPHEMIS permet de renforcer ces démarches de conceptions optimales des machines électriques.

En 2008, après l’obtention de son Habilitation à Diriger des Recherches sur le sujet ‘Contribution à l’instrumentation de la démarche de conception des machines électriques’ soutenue en décembre 2007, il obtient un poste de professeur à l’Ecole Centrale de Lille en 2008. Il poursuit son activité au sein de l’équipe ‘optimisation’ du L2EP sur la modélisation multi-physique des machines électriques ainsi que leur conception optimale.

Conception optimale multi-physique de moteurs de traction

La conception d’un produit électrotechnique est une étape clé de son cycle de vie dont dépendent nombre de ses propriétés : valeur d’usage, coût, empreinte environnementale, fiabilité, etc.… De nombreux phénomènes physiques (électrique, thermique, acoustique…) peuvent intervenir et de nombreuses composantes du génie électrique apparaissent comme l’électronique de puissance, l’automatique, l’informatique, la métrologie, voire d’autres sciences comme la thermique ou la mécanique. Ainsi, la démarche de conception traditionnelle est celle de l’approche progressive constituée d’essais et d’erreurs et celle-ci est devenue beaucoup trop coûteuse et hasardeuse.

La tendance actuelle des équipements électriques, dont les coffres de traction ferroviaire, est la concentration de matériels dans des volumes de plus en plus faibles et pour des puissances de plus en plus élevées. Il en résulte le besoin de dissiper plus de pertes thermiques tout en gardant des niveaux de bruit identiques et si possible plus faibles pour les échangeurs thermiques. Par ailleurs, les convertisseurs de puissance électrique utilisent des composants d'électronique de puissance qui génèrent des pertes harmoniques se traduisant par des bruits à forte tonalité particulièrement gênants (bruits proches de fréquences pures).

En conséquence, une conception optimale de machines électriques demande tout d’abord une approche ‘multi-domaines, encore appelée ‘multi-physiques’. Les 2 exemples de conception de machines de tractions montrent clairement la nécessité d’ajouter aux phénomènes électromagnétiques, des phénomènes acoustiques et thermiques. Des outils d’optimisation la plupart du temps multi-objectif sont aussi nécessaires afin de respecter de bons compromis