Multiphysique et moteurs électriques
L’introduction d’un moteur électrique dans le véhicule introduit d’importants changements dans la démarche de dimensionnement (thermo) mécanique initialement développée pour les moteurs thermiques. On peut citer notamment: (i) la présence de couplages forts entre magnétisme, courants électriques, mécanique et thermique, (ii) l’efficacité qui dicte des structures minces et des architectures périodiques dans lesquelles les courants de Foucault peuvent induire localement de fortes déformations, en particulier lors des régimes transitoires, (iii) une configuration tournante de ces structures périodiques qui réclame des algorithmes numériques adaptés en vue du calcul des régimes stationnaires. Une thèse financée dans le cadre de la chaire a ainsi démarré en novembre 2017 (étudiant : Nicolas Hanappier, encadrants : Eric Charkaluk et Nick Triantafyllidis). La première étape a consisté à faire le bilan de tous les couplages en présence et de proposer un cadre théorique permettant de les prendre en compte dans un calcul couplé. Cela a supposé d’écrire les équations d’abord dans un cadre « direct » puis dans un cadre « variationnel ». Des calculs sur des configurations simplifiées, telles que celles utilisées généralement pour les calculs découplés de moteurs électriques, sont actuellement mis en place afin de pouvoir en extraire dans un premier temps des cas semi-analytiques. Il s’agira ensuite de mettre en place les outils numériques nécessaires : formulation d’éléments finis permettant le couplage fort et des lois de comportements associées. Les objectifs à moyen terme sont d’étendre ce cadre aux chargements cycliques (pièces tournantes) et de mettre en place un volet expérimental afin de valider l’approche proposée.