Article de référence | Réf : D3073 v1
Auteur(s) : James ROUDET, Édith CLAVEL, Jean-Michel GUICHON, Patrice JOYEUX
Date de publication : 10 nov. 2018
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De nombreux travaux ont été conduits dans ce domaine de par la nécessité d’écouler au mieux les courants intempestifs (tel que le courant de foudre par exemple), pour la sécurité des biens et des personnes. Ils se sont appuyés sur l’utilisation de modèles souvent empiriques plutôt qualitatifs et limitatifs. En effet ces derniers n’intègrent pas de variation avec la fréquence ou ne permettent pas la prise en compte des couplages y compris résistifs. L’approche analytique développée ici permet de cerner leur domaine de validité et propose des formulations analytico-numériques qui remédient aux limitations évoquées précédemment. En outre, cette méthode ouvre la voie à une modélisation de type « circuit » bien adaptée à l’étude de systèmes complexes intégrant des composants ou dispositifs hétérogènes comme des convertisseurs d’électronique de puissance. Ces derniers, souvent à l’origine de perturbations électromagnétiques dans une large gamme de fréquence, nécessitent d’étendre la plage de validité des modèles pour comprendre les phénomènes d’interaction qu’il peut y avoir avec d’autres conducteurs circulant dans la terre eux aussi ou à proximité. Cette méthode numérique s’apparentant à une méthode intégrale permet des calculs extrêmement rapides et précis sans nécessité de maillage de la terre, chose toujours coûteuse surtout en basse fréquence. La représentation sous forme de schémas électriques équivalents est également un point fort pour l’électricien concepteur d’un bâtiment, usines… Par ailleurs, la proximité avec les formulations de type PEEC-magnétique pour la modélisation et la simulation des câblages est intéressante puisque découlant des mêmes équations et aboutissant aux mêmes types de formulations.
La mise en application et des études de sensibilité complémentaires sur des exemples concrets feront l’objet d’un second article.
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CONVERSION DE L'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE
(1) - H115 : Principes de conception et de réalisation des mises à la terre. - EDF NI 115 (1984).
(2) - TAKASHIMA (T.), NAKAE (T.), ISHIBASHI (R.) - Calculation of complex fields in conducting media. - IEEE Trans. Electr. Insul., vol. EI-15, n° 1, p. 1-7 (1980).
(3) - GOUICHICHE (Z.) - Contribution à la modélisation des systèmes de terre en vue de la simulation des réseaux électriques du bâtiment. - Thèse de l’Université Grenoble Alpes (2017).
(4) - PAUL (C.R.) - Analysis of multiconductor transmission lines. - Wiley-IEEE Press. (2007).
(5) - CLAVEL (E.) - Vers un outil de conception de câblage : le logiciel InCa. - Thèse de l’Université Grenoble Alpes (1996).
(6) - GROVER...
ALTAIR FLUX, [Flux][Flux-PEEC] 15, chemin de Malacher, 38340 Meylan, France.
MATLAB SIMULINK https://fr.mathworks.com/products/simulink.html
SPICE https://bwrcs.eecs.berkeley.edu/Classes/IcBook/SPICE/
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