Présentation
RÉSUMÉ
La ferrorésonance désigne tous les phénomènes oscillatoires, le plus souvent harmoniques mais aussi pseudo-périodiques qui peuvent affecter les réseaux de transport et de distribution de l’électricité. Rencontrés également en mécanique des fluides, thermique et mécanique, ces phénomènes non linéaires ont fait l’objet d’études mathématiques et de la mise au point de modélisation permettant l’étude et donc une meilleure compréhension de la ferrorésonance. Par exemple, les phénomènes de surtensions en régime transitoire apparaissant à la mise sous tension de transformateurs sont modélisés et expliqués par la théorie des bifurcations.
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Lire l'articleAUTEUR(S)
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Michel RIOUAL : Chef de projet à EDF R&D - Ingénieur Sénior de l'IEEE
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Jean-Christophe KIENY : Ingénieur-chercheur à EDF R&D - Directeur adjoint de IDEA
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Jean MAHSEREDJIAN : Professeur à l'École polytechnique de Montréal (Québec, Canada)
INTRODUCTION
La ferrorésonance est un phénomène de résonance non linéaire qui peut affecter les réseaux de transport et de distribution de l'électricité. Elle désigne tous les phénomènes oscillatoires, le plus souvent harmoniques mais aussi pseudo-périodiques voire chaotiques dans les cas extrêmes, qui se manifestent dans un circuit électrique composé, d'une part, d'une ou de plusieurs inductances non linéaires (comportant des matériaux ferromagnétiques saturables) et d'autre part, d'un réseau comprenant au moins une capacité alimentée par une ou plusieurs sources de tension généralement sinusoïdales.
La propriété essentielle et caractéristique d'un tel phénomène est de présenter au moins deux régimes stables pour une même excitation . Classiquement, en électrotechnique, on considère que les caractéristiques électriques des composants sont linéaires, ce qui implique que le régime permanent atteint est unique et indépendant des conditions initiales. Ici, la présence d'inductances aux caractéristiques non linéaires peut conduire à des comportements radicalement différents et même surprenants pour les électrotechniciens. Plusieurs régimes permanents différents peuvent apparaître dans un circuit donné en fonction des conditions initiales (flux rémanent, instants d'enclenchement, etc.). Généralement, l'un d'eux est celui que l'on attend habituellement et les autres sont anormaux et parfois même dangereux pour le matériel électrique, car ils présentent des surtensions ou des surintensités.
Les phénomènes non linéaires que l'on rencontre ici en électrotechnique font également l'objet d'un intérêt croissant dans de nombreux domaines de la physique. On les rencontre notamment en mécanique des fluides, thermique, mécanique, thermodynamique, chimie, et l'exemple le plus connu est la météorologie, avec la sensibilité aux conditions initiales (effet papillon) et la difficulté de prédiction sur un horizon au-delà de quelques jours.
Après avoir présenter les phénomènes non linéaire de ferrorésonance observés dans un premier dossier
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Ferrorésonance dans les réseaux - Modélisation et applications aux typologies de circuit
Modélisation, cadre mathématique adapté
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