Bernard MULTON

Professeur - SATIE, École Normale Supérieure de Rennes, Rennes, France

  • Article de bases documentaires : BE8100 (relu et validé)

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    Systèmes de stockage d'énergie électrique

    Embarquées ou stationnaires, les technologies de stockage (systèmes physiques, électrochimiques ou supercondensateurs) sont suffisamment nombreuses pour répondre à un besoin donné. Un diagramme récapitule ces solutions en fonction de leurs performances.

  • La conception préliminaire des systèmes de transmission s’est dotée d’outils d’estimation et de méthodes de modélisation. En effet, prendre en compte l’ensemble des contraintes de coût, de fiabilité, de conception des différents composants mécatroniques n’est pas tâche facile pour les ingénieurs.

  • Les performances en conduction et en commutation des composants à semi-conducteur de puissance sont liées aux grandeurs électriques de leur circuit de commande rapprochée. Apprenez les spécificités des thyristors et des triacs, des transistors bipolaires et des composants à grille en vue de leur commande.

  • Chaque composant à semi-conducteur de puissance a besoin pour fonctionner d’un circuit dédié de commande rapprochée, qui permet de garantir le fonctionnement fiable et optimal du composant. Les contraintes d’isolement statique et dynamique au niveau de ces circuits ne cessent de croître.

  • Les activités énergétiques de l'humanité rendent nécessaire de reconsidérer nos ressources, en faisant apparaître la part des renouvelables qui nous permettent d’envisager un réel développement durable. Les ressources renouvelables, provenant du soleil, du noyau terrestre et des phénomènes de marées constituent un gisement extrêmement abondant. Elles possèdent cependant deux composantes un peu déroutantes. Tout d’abord, elles sont peu concentrées, ce qui nécessite généralement des infrastructures de conversion à petite échelle. Ensuite, ces ressources sont pour la plupart fluctuantes, obligeant les systèmes de conversion à intégrer du stockage. La place de l'énergie électrique est examinée ici à travers ses modes de production et sa consommation, mais également eu égard à ses émissions de gaz à effet de serre. Puis, un bilan comparatif des moyens de production d'électricité par les ressources renouvelables est établi.

  • Les machines synchrones sont des machines électriques dont la vitesse de rotation de l’arbre de sortie est égale à la vitesse de rotation du champ tournant. Suivant leur mode de fonctionnement, elles permettent soit de générer un courant électrique (mode "génératrice"), soit de produire un mouvement de rotation du rotor (mode "moteur"). Cet article se concentre sur le mode autopiloté d'une machine synchrone. Ce procédé permet de contrôler le champ d'induit de façon optimisée, afin d'améliorer très sensiblement les performances. Sont détaillés ici les principes de fonctionnement des machines synchrones autopilotées « idéales » (à forces électromotrices et courants sinusoïdaux), qui offrent les meilleures performances globales, ainsi que ceux d'autres solutions que nous qualifions de spéciales.

  • Des machines synchrones occupent une place croissante tant en génération d’énergie qu’en actionnement. Il existe des structures variées, avec des modes de fonctionnement diversifiés. Cette diversité a conduit à des approches d’analyse de comportement historiquement variées. Mais on peut mettre en parallèle des approches pour comprendre qu’il y a finalement peu de différences entre ces fonctionnements qui ont longtemps semblé si éloignés.

  • Article de bases documentaires : D3521
    Machines synchrones - Modélisation en régime permanent

    Cet article propose des modélisations aux différentes utilisations des machines synchrones en régime permanent, qu’elles soient associées à un réseau électrique ou à un convertisseur statique. Il traite tout d’abord des machines synchrones à champs tournants non saturées, avec les machines à pôles lisses, caractérisées par une distance constante entre les deux parties ferromagnétiques de l’entrefer, puis celles à pôles saillants avec une valeur d’inductance d’induit variable. La méthode de Potier, puis le diagramme de Blondel, permettent d’aborder la saturation magnétique. Pour terminer, la méthode des travaux virtuels offre un modèle rigoureux capable d’envisager l’amélioration des principales non-linéarités.

  • Article de bases documentaires : D3520
    Machines synchrones - Principes généraux et structures

    Les développements de l’électronique de puissance et de commande ont largement contribué à la  diffusion des machines synchrones et de leur grande variété : traction électrique, équipement d’usinage à très grande vitesse, mais aussi en robotique et dans l’industrie automobile, sans compter depuis peu en fonctionnement moteur à vitesse variable. Les avantages de ces convertisseurs électromécaniques sont nombreux : rendement naturellement supérieur à celui des autres machines, capacité à régler la puissance réactive et souplesse de conception.

  • Article de bases documentaires : D3960
    Aérogénérateurs électriques

    Augmenter la part des énergies renouvelables dans la production mondiale d’électricité est devenue une priorité majeure. Depuis quelques années, la filière éolienne est en évolution constante et prend une place importante sur le devant de la scène énergétique, notons que les ressources du vent sont immenses, et particulièrement en mer. Cet article est consacré aux techniques liées à l’exploitation du vent, ainsi il décrit les différentes architectures des aérogénérateurs électriques, leur fonctionnement ainsi que leur rendement énergétique.

  • Cet article établit une comparaison des différents types d'actionneurs électromagnétiques, notamment en termes de couple. Les lois de similitude qui permettent d'établir ces comparaisons sont également présentées. Et d'autres paramètres, moins prépondérants, tels que l'inductance, la vitesse maximale, les pertes, ou encore l'encombrement et le coût, viennent compléter ces comparaisons.  Il est important de noter que ces comparaisons restent plus qualitatives que quantitatives, pour pouvoir demeurer assez globales. 

  • Article de bases documentaires : D3612
    Régulation des mcc - Structure générale

    Cet article traite des organes de régulation des machines à courant continu. Tout d'abord il s'intéresse aux différents capteurs chargés de mesurer les grandeurs nécessaires aux commandes, à savoir la vitesse, le courant, la position et le couple de charge. Puis il présente les structures de régulation, et notamment leurs non-linéarités. Enfin, l'article se termine par une présentation de la modélisation des régulateurs à haute performance.

  • Les actionneurs électromagnétiques sont la technologie la plus utilisée dans la conversion réversible électro-mécanique d'énergie. Il en existe de nombreuses types dont certains dits non conventionnels sont réservés à des applications très spécifiques et non standardisées. Cet article propose une classification des actionneurs en fonction de critères simples tels que la source d'excitation,  le type de bobinage de puissance (d’alimentation), le mode d’alimentation ou encore le mouvement généré. La classification fait également appel à des critères composés, construits par combinaison des critères simples. 

  • Article de bases documentaires : D3233
    MOSFET et IGBT : circuits de commande

    Cet article présente les circuits de commande des transistors à grille isolée MOSFET et IGBT. Il donne des éléments de dimensionnement et de protection contre les court-circuits. Puis il fournit des exemples de circuit de commande pour transistor low side sans isolation et pour transistor high side. Enfin les principes de commande des transistors IGBT de très fortes puissances sont présentés, avec des exemples concrets d'application.

  • Article de bases documentaires : D3232
    Composants bipolaires : circuits de commande

    Découvrez les principes de commande des principaux composants à semi-conducteur de puissance bipolaires à commande en courant. Certains de ces composants sont dédiés à des applications très spécifiques, le cas des thyristors et ICGT dans le domaine de la très forte puissance retenus pour leur robustesse et leurs performances à l’état passant.

  • Les ressources renouvelables sont disponibles en grande quantité et donc en mesure de nous fournir l'énergie dont nous avons besoin. Cet article fournit des données chiffrées de production, de croissance et de coût afin de donner des éléments de comparaison des différents types de sources d’énergie.

  • Article de bases documentaires : D3231
    Commande des semi-conducteurs de puissance : principes

    Les performances en conduction et en commutation des composants à semi-conducteur de puissance sont liées aux grandeurs électriques de leur circuit de commande rapprochée. Apprenez les spécificités des thyristors et des triacs, des transistors bipolaires et des composants à grille en vue de leur commande.

  • Article de bases documentaires : D3230
    Commande des semi-conducteurs de puissance : contextes