Thèse de Léopold Mikula

Contribution à la modélisation des pertes dans les matériaux magnétiques de dispositifs électromécaniques : Extension vectorielle du Modèle LS et intégration en résolution éléments finis


Thèse soutenue le 17 juillet 2024

Thèse Léopold MIKULA

Afin de parvenir à améliorer les performances des machines électriques tournantes, les logiciels de conception doivent être affinés pour donner de meilleures estimations des pertes générées. Ces modèles doivent prendre en compte les phénomènes d'hystérésis magnétiques afin de décrire le comportement des matériaux magnétiques doux soumis à des champs magnétique. Un modèle d’hystérésis scalaire appelé Loss Surface (LS) a été développé au laboratoire et a fait ses preuves dans la prédiction des pertes dans les machines électriques. Ce modèle a été amélioré afin de concilier fiabilité, précision et efficacité numérique. Il a été intégré en résolution éléments finis (approche « a priori »). Cela a nécessité de développer une extension vectorielle afin de tenir compte de la nature vectorielle des grandeurs physiques. Plusieurs cas tests académiques ont été étudiés à des fins de validation. Les résultats sont en bon accord avec les mesures, alliant précision et temps de calcul courts.
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Publications

  1. L. Mikula, B. Ramdane, A. Kedous-Lebouc, G. Meunier, C. Valdivieso, “Vector extension of the Loss Surface model for modelling static and dynamic hysteresis”, 25th Conference on the Computation of Electromagnetic Fields (COMPUMAG2025), June 22-26, 2025 (hal-05135374).

  2. L. Mikula, B. Ramdane, A. Kedous-Lebouc, G. Meunier, C. Valdivieso, “Extension vectorielle du modèle Loss Surface pour la modélisation de l'hystérésis statique et dynamique”, 10th European Conference on Numerical Methods in Electromagnetism (NUMELEC 2024), Toulouse (France), Juillet 2024 (hal-04643984).

  3. L. Mikula,B. Ramdane, L. B Martinho, A. Kedous-Lebouc, G. Meunier, "Numerical Modelling of static hysteresis phenomena using a vector extension of the Loss Surface model", IEEE Transactions on Magnetics, DOI: 10.1109/TMAG.2023.3242425, Febrary 2023 (hal-04495345).

  4. L. Mikula, B. Ramdane, O. de La Barrière, C. Appino, C. Valdivieso, G. Meunier, A. Kedous-Lebouc, “Adaptation of Mayergoyz method for vectorization of the Loss Surface (LS) hysteresis model”, 26th Soft Magnetic Materials Conference (SMM26), Prague (Czech Republic), September 2023 (hal-04215046).

  5. L. Mikula, B. Ramdane, C. Valdivieso, A. Kedous-Lebouc, G. Meunier, “Numerical modeling of dynamic hysteresis using a vector extension of the Loss Surface model” the 13th International Symposium on Electric and Magnetic Fields (EMF'2023), Marseille (France), August 2023 (hal-04205626).

Présentation

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Jury

Rapporteurs
  • Abdelkader BENABOU, Professeur des Universités, Université de Lille
  • Fabien SIXDENIER, Maître de Conférences - HDR, Université de Lyon
Examinateurs
  • Yves DELANNOY, Professeur des Universités, Grenoble INP
  • Anouar BELAHCEN, Full Professor, AALTO Yliopisto (Finlande)
  • Enrico VIALARDI, Ingénieur Docteur, Altair
Direction de thèse 
  • Afef LEBOUC, Directeur de recherche, CNRS , Directrice de thèse
  • Gérard MEUNIER, Directeur de Recherche Emérite, CNRS, Co-directeur de thèse
  • Brahim RAMDANE, GRENOBLE INP – UGA, co-encadrant