Direction

Directeur :

Jean-Philippe Lecointe

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Directeur adjoint :

Daniel Roger

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Tél : +33 (0)3 21 63 72 06

 

 

EA 4025EA 4025

Université d'Artois

MEDEE

 

Trois axes de recherche

Aujourd'hui, les permanents du LSEE travaillent de concert et sur des thématiques en nombre limité mais pointues. Les axes de recherche sont ciblés sur les constituants des machines électriques et le laboratoire se singularise par les méthodes originales développées par ses chercheurs, comme l'analyse fine des informations contenues dans le champ de dispersion, la modélisation analytique, l'éco-conception de machines électriques, la montée en température, etc.

CoinTransfo

Le premier axe de recherche porte sur l’efficacité environnementale des machines électriques. 

Cet axe concerne d’abord les machines tournantes qu’il s’agit de rendre plus  efficientes. Pour ce faire, un des leviers exploités au laboratoire consiste à utiliser des matériaux magnétiques tels que des tôles à grains orientés en exploitant certaines de leurs propriétés magnétiques. Les compétences du LSEE se sont également étoffées avec l'éco-conception d'un moteur vert, unique à ce jour. La caractérisation d'un conducteur élaboré par la société GII (Green Isoligth International) et isolé par un procédé sans solvant, ainsi que l'agencement spécifique de tôles magnétiques sont des verrous majeurs de ce projet mené en partenariat avec l’ADEME et EDF et auquel ont été associées les compétences de chercheurs chimistes pour la réalisation d'agro-plastiques (ventilateur, boîte à bornes). Les transformateurs de puissance font aussi l’objet de caractérisations énergétiques en partenariat avec ThyssenKrupp Electrical Steel (TKES).

Ensuite, l’évaluation des performances énergétiques des machines tournantes s’est révélé être une demande significative d’industriels fortement consommateur d’énergie. Le LSEE a répondu à la nécessité de développer des outils de gestion de parcs de machines tournantes avec une cellule non intrusive de définition du couple électromagnétique de machines à courant alternatif. Cette cellule, qui exploite notamment le champ de dispersion des machines, transmets les informations sans fil, offrant ensuite des possibilités d’analyse de la consommation d’un process industriel pour ensuite définir l’entraînement le mieux adapté. Développé en collaboration avec la société Tio Tinto Alcan (CIFRE), cet outil synthétise bien les compétences du LSEE en termes d’étude analytique et d’expérimentation. Il s’inscrit parfaitement dans le cadre de la TRI (Troisième Révolution Industrielle) de la Région Nord – Pas de Calais et il est un des projets « phare » du Pôle de recherche MEDEE (www.pole-medee.com)

Enfin, la dimension environnementale repose également sur l’analyse et la réduction des bruits et vibrations d’origine magnétiques des machines électriques. Ce thème initial du LSEE reste au cœur des recherches menées au laboratoire. Les compétences développées au sein de l’entité conduisent ses chercheurs à continuer à travailler sur des cas nouveaux, qu’ils soient soumis par des partenaires industriels comme TKES, qu’ils soient naturellement posés par l’apparition de machines spécifiques ou qu’ils résultent de la mise en œuvre de dispositifs de réduction de bruit. Une procédure de dépôt de brevet, lancée en partenariat début 2015 avec la SATT Nord et relative à la réduction du bruit de machines tournantes, ainsi que le lancement en 2015 d’une thèse supportée par la Région Nord – Pas de Calais et l’Université d’Artois,  témoignent de la dynamique du laboratoire sur le sujet.

 

Motorette

Le second axe porte sur la dégradation et le vieillissement des machines électriques avec des méthodes de prédiction ou de suivi originales.

D’abord, le LSEE s’est spécialisé dans le diagnostic de défauts de machines tournantes avec le développement de méthodes analytiques. Ces dernières ont permis de bien comprendre comment se manifestent des défauts tels que les barres cassées de machines asynchrones ou les courts-circuits entre spires ou entre tôles dans des grandeurs mesurables à l’extérieur des machines telles que les bruits et vibrations ou encore le champ de dispersion. Cette expérience conduit aujourd’hui les chercheurs à développer ces méthodes pour le diagnostic des grandes machines synchrones de production d’énergie.

Ensuite, des travaux sont menés pour améliorer la fiabilité des actionneurs, particulièrement ceux destinés à des applications aéronautiques. Des travaux ont porté sur l’impact de l’agencement des conducteurs dans les encoches des machines afin de limiter les tensions inter-spires. Le diélectrique assurant l'isolation du conducteur fait l'objet d'une attention tout à fait particulière, en termes de caractérisation expérimentale d’une part et, d’autre part, en termes de diagnostic. Ces recherches sont menées en partenariat avec des groupes comme EDF, Alstom, Safran ou Messier-Bugatti-Dowty. Une réalisation représentative de ces travaux est la mise au point d'un dispositif de suivi on line du vieillissement de l'isolant diélectrique des conducteurs bobinés en vrac, en détectant l'évolution temporelle de la capacité inter-spires. Les travaux actuels sont menés sur le Système d’Isolation Electrique des machines électriques pour caractériser et améliorer leur tenue aux contraintes électriques engendrées par l’augmentation des fréquences de découpage permises par l’utilisation de composants à grands gaps comme le SiC.

 

La montée en température des machines tournantes est un troisième axe qui est naturellement apparu il y a quelques années, suite aux sollicitations des partenaires du LSEE pour caractériser la tenue en température des machines tournantes. Cette problématique a conduit les chercheurs du LSEE à analyser les possibilités de faire fonctionner les machines à des températures supérieures aux 240°C permis par les isolants organiques actuellement utilisés. L’utilisation de matériaux isolants inorganiques comme des céramiques permet de repousser les limites actuelles et conduit à reconsidérer les caractéristiques de tous  composants et le dimensionnement des machines. 

 

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