[PDF] Homogénéisation de matériaux composites pour le blindage

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ÉCOLE DOCTORALE

6ŃLHQŃHV HP 7HŃOQRORJLH GH O·HQIRUPMPLRQ GHV 7pOpŃRPPXQLŃMPLRQV

Laboratoire de Génie Electrique de Paris

DISCIPLINEPhysique

THÈSE DE DOCTORAT

Soutenance

Amin FRIKHA

Contribution à l'Étude du Blindage Magnétique Basse Fréquence de Boîtiers Dédiés aux Véhicules

Électriques et Hybrides

Directeur de thèse: Lionel

Président

Rapporteurs

Examinateurs

Membre invité

Dédicaces

À ma mère Saliha,

Remerciement

Je tiens à présenter mes vifs remerciements à mon directeur de thèse M. Lionel P

recherche CNRS. Je le remercie pour ses prĠcieudž conseils et orientations trğs judicieuses. J'ai ĠtĠ

accordée et que ce travail est final

Je remercie ǀiǀement M. Fabien NDAGIJIMANA d'aǀoir acceptĠ de prĠsider le jury de cette thğse, ainsi

travail.

Je tiens ă edžprimer toute ma gratitude ă M. Djelloul MOUSSAOUI pour aǀoir acceptĠ d'edžaminer mon

travail et de participer au jury de cette thèse.

trois annĠes. Je le remercie pour son aide, son soutien et de m'aǀoir accueilli au sein de lΖentreprise

VALEO.

Hichem ALLAG,...) et à l'école polytechnique de Grenoble (Olivier

Finalement, j'edžprime ma reconnaissance ă mes parents pour leurs sacrifices et leur amour. Merci ă mes

chers amis: Merouen, Ahcen, Nadjib, Omar et Bader. de ce travail.

Liste des

1

1. A. Frikha,

IEEE Transaction on Magnetic.

W. Abdelli,A. Frikha,

IEEE Transaction on Magnetic.

A. Frikha, M. Bensetti, F. Duval, F. Lafon, L. Pichon,

Eur. Phys. J. Appl. Phys. (2014) 66: 10904.

A. Frikha, M. Bensetti,

IEEE Trans.

vol.1 2

1. A. Frikha, M. Bensetti, F. Duǀal, F. Lafon et L. Pichon,ΖΖ Effet des joints sur l'efficacitĠ de blindage

magnétique basse fréquence'', 17ème Colloque International et Exposition sur la Compatibilité

, Clermont A. Frikha, M. Bensetti, F. Duval, F. Lafon and L. Pichon,'' A Methodology to Predict the Magnetic 16th , Annecy, France, 25 2

A. Frikha, M. Bensetti, F. Duval, F. Lafon, and L. Pichon, '' Modeling of the Shielding

International Confere

, Torino, Italy, 9

A. Frikha, M. Bensetti, F. Duǀal, F. Lafon, et L. Pichon, ΖΖ Etude de l'EfficacitĠ du Blindage

Magnétique Basse Fréquence en Champ Proche 3ème Colloque A. Frikha, M. Bensetti, H. Boulzazen, and F. Duval, ''

15th Biennal

, Oita, Japan, 111

A. Frikha, H. Boulzazen, M. Bensetti, et F. Duval, ''DĠǀeloppement d'un modğle conduit pour le

, Rouen, France, 25 1 1 2

Sommaire

Sommaire

SOMMAIRE

INTRODUCTION GENERAL

CHAPITRE. GENERALITES SUR LE B

I.1 Contexte

I.2 Définitions de la CEM

I.3 Blindage électromagnétique

I.3.1 Mécanismes du blindage électromagnétique I.3.2 Impédance des ondes électromagnétiques I.3.2.1 ImpĠdance d'onde pour un dipôle électrique

I.3.3 Efficacité de blindage

I.3.4 Blinda

I.3.5 Blindage électrique en champ proche

I.3.6 Techniques de blindage en champ magnétique basse fréquence

I.4 Effet des ouvertures et des fentes

I.4.1 Expressions analytiques du blindage avec ouverture I.4.2 Expressions analytiques du blindage avec ouverture en champ proche I.5 Méthodes de calcul de SE dans le cas d'un boîtier de dimensions finies

I.5.1 Méthodes numériques

I.5.2 Méthodes analytiques

I.6 Bl

I.6.1 Introduction

I.6.2 Protection contre les champs magnétiques proches I.6.2.1 Effets des champs magnétiques sur la santé I.6.2.2 Normes d'exposition aux champs électromagnétique

I.6.3 Problématique et aide à la conception

I.6.3.1 Blindage électromagnétique basse fréquence

I.6.3.2 Aide à la conception

I.7 Synthèse des travaux sur la mesure des champs magnétiques dans les VHEs

I.8 Positionnement de nos travaux

I.9 Conclusion

CHAPITRE. II MODELISATION NUMERIQ

II.1 Introduction

II.2 Contraintes liées à la modélisation basse fréquence

II.3 Outils de modélisation

II.3.1 CST Studio

II.3.2 C

II.3.3 Maxwell 3D

II.3.4 Flux

II.4 Etude comparati

II.4.1 Structure modélisée

II.4.2 Analyse des résultats

II.5 Conclusion sur les différents outils de modélisation

II.6.1 Introduction

II.6.2 Calcul de l'efficacitĠ du blindage

II.6.3 Modélisation

II.6.3.1 Modélisation de la bobine émettrice II.6.3.2 Modélisation des sondes réceptrices

II.6.3.3 Modélisation du problème

II.6.4 Bancs de mesure

II.6.5 Cal

II.7 Recommandation pour la conception du blindage avec un outil numérique

II.8 Conclusions

CHAPITRE. III EFFICACITE DU BLINDA

III.1 Introduction

III.2 Méthode basée sur les moments dipolaires équivalents

III.2.1 Hypothèses de travail

III.2.2 Calcul des moments dipolaires équivalents III.2.3 Calcul de la polarisabilité électrique et magnétique III.2.4 Calcul des champs rayonnés par les moments dipolaires équivalents

III.2.5 Calcul de l'effica

III.2.6 Approche développée

III.3 Application dans le cas d'un plan infini avec fente

III.3.1 Structure modélisée

III.3.2 Modélisation sous CST

III.3.3 Banc de mesure développé

III.3.4 Résultats et analyse

III.3.4.1 Effet de la discrétisation de la fente

III.3.4.2 Influence de l'épaisseur de la fente

III.3.4.3 Influence de la distance source

III.3.5 Etudes paramétriques

III.3.5.1 Influence de la longueur et la largeur de la fente

III.3.6 Conclu

III.4.1 Résonances des cavités

III.4.2 Méthodologie développée

III.4.3 Efficacité de blindage par la théorie des lignes de transmissions III.4.4 Exemple illustratif de la méthodologie développée

III.4.5 Validation expérimentale

III.4.6 Limite de la méthodologie développée

III.5.1 Méthodes hybrides

III.5. Source de rayonnement à l'extérieur de l'enceinte

III.5.2.1 Méthodologie développée

III.5.2.2 Validation numérique sous Comsol

III.5.2.3 Influence de la bobine émettrice

III.5.3 Source de rayonnement à l'intérieure de l'enceinte

III.5.3.1 Méthodologie développée

III.5.3.2 Validation numérique sous Comsol

III.5.3.3 Rayonnement d'une fente

III.5.3.4 Etude de la sensibilité

III.6 Conclusions

CHAPITRE. IV APPLICATION

IV.1 Introduction

IV.2 Modélisation

IV.2.1 Modèle

IV.2.2 Modèle 3D avec la forme réelle du boîtier

IV.2.2.1 Modélisation numérique

IV.2.2.2 Modélisation analytique

IV.3 Validation expérimentale

IV.3.1 Banc champ proche

IV.3.2 Chaine de mesure

IV.4 Analyse des résultats

IV.5 Paramètres influençant l'efficacité du blindage magnétique

IV.5.1 Bancs de mesures développés

IV.5.2 Influence des ouvertures

IV.5.3 Influence des joints

IV.5.4 Influence des connexions (vis)

IV.6 Outil développé pour le pré dimensionnement de l'efficacité du blindage magnétique

IV.7 Conclusion

CONCLUSION GENERALE

REFERENCES BIBLIOGRA

ANNEXE A

ANNEXE B

ANNEXE C

ANNEXE D

Introduction générale

Introduction générale

C croissance perman contre, elle génère dans certaines configurations t du dispositif, il est important d'aǀoir une connaissance du

rayonnement électromagnétique de ces éléments perturbateurs pour pouvoir placer au mieux les

On peut citer l'edžemple de la Figure

Introduction générale

Pour réduire les effets des champs électromagnétiques obtenir ou améliorer la compatibilité. Plusieurs travaux ont été réalisé vue ă l'intĠrieur de l'enceinte blindĠe, et d'un

point de vue immunité, à exclure les émissions rayonnées de la source ant ă l'edžtĠrieur de

, d'une part, à une le blindage, et d'autre part ă la courte distance entre

Mesure Crète

Standard

120
0 -20 40
80
160

10 kHz 100 kHz

Fréquence

Dépassement

H (dBµA/m)

200 kHz

Boucle de

mesure Pompe

Boitier

Introduction générale

de conception mais Ġgalement de modğles pouǀant prĠdire l'efficacitĠ du blindage ainsi que

en basse fréquence. Les effets de la diffusion à travers des plaques conductrices et de la présence de

d'ouǀertures et

problèmes de diffusion des champs magnétiques dans les tôles minces en basse fréquence. Une étude

est rĠalisĠe sur un cas d'Ġtude simple. Nous nous intĠressons aussi présence de fentes

application industrielle proposée par le groupe VALEO. Dans ce chapitre, nous présentons les bancs de

Chapitre

Chapitre I Généralit

Chapitre. I Généralité

I.1 Contexte

Depuis les années 2000, le prix du pétrole a doublé. 2 2 'environ 15 % du nombre total des véhicules seront

électromagnétique (CEM), à la sécuritĠ, ă l'enǀironnement, ă la santĠ... ΀Hal-

. Dans le cas des VHEs des contraintes supplĠmentaires se sont ajoutĠes comme l'autonomie de la

batterie [Fai d'autres solutions innovantes.

électromagnétique. À la fin de ce chapitre, Nous mettons en évidence l'utilisation du blindage

Chapitre I Généralit

I.2 Définitions de la CEM

La définition de la CEM telle que définie dans le décret n° 92

Figure

I.3 Blindage électromagnétique

Un blindage électromagnétique est une enveloppe conductricel'espace en deudž rĠgions. Une région Cette première étude nous amène à proposer de

Foudre

Décharge électrostatiques

Allumage des véhicules

Homme

Récepteur radio

Ordinateurs

Couplage par:

Conduction

Rayonnement

Chapitre I Généralit

Nous allons ǀoir les diffĠrentes edžpressions de l'efficacitĠ de blindage pour une I.3.1 Mécanismes du blindage électromagnétique

L'efficacitĠ de blindage est le ratio entre le champ incident (Ei, Hi) et le champ transmis (Et, Ht), ou

5

Si la longueur d'un cąble blindĠ est de quotesdbs_dbs27.pdfusesText_33

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