Dans les régions froides, les accumulations de glace atmosphérique peuvent diminuer la tenue diélectrique des isolateurs utilisés dans les réseaux de transmission de l'énergie électrique. Cette diminution de la tenue diélectrique peut entraîner, sous certaines conditions, un contournement électrique des isolateurs recouvert de glace qui se traduit généralement par des interruptions plus ou moins longues de l'alimentation en énergie électrique. L'objectif principal de cette étude est d'étudier les paramètres influençant le processus de contournement électrique des isolateurs recouverts de glace en vue d'améliorer le modèle mathématique statique actuel de prédiction de la tension critique de contournement. L'idée principale est de pouvoir appliquer le modèle mathématique développé à la CIGELE à des longueurs des isolateurs allant jusqu'à quatre mètres correspondant a ceux présents sur le réseau 735 kV d'Hydro-Québec. De plus, les résultats obtenus contribueront à accroître les connaissances sur le processus de contournement et de propagation de l'arc électrique sur des isolateurs recouverts de glace par la détermination des conditions de maintien de l'arc. Les séries de tests effectuées au cours de cette recherche ont été réalisées sur une colonne isolante qui est utilisée dans le réseau 735 kV de transmission de l'énergie électrique au Québec. Les tests effectués au laboratoire de la CIGELE à l'Université du Québec a Chicoutimi (UQAC) ont permis de déterminer la tension minimale de maintien de l'arc électrique le long d'un intervalle d'air de longueur variable. Pour ce faire, il a été décidé d'utiliser la même procédure expérimentale décrite par les étapes suivantes : (i) réalisation d'une accumulation de glace en régime humide sur la colonne isolante ; (ii) création d'un intervalle d'air artificiel près de l'électrode haute tension en découpant une partie du dépôt de glace ; (iii) établissement d'un arc blanc le long de l'intervalle d'air par application de la tension jusqu'à ce que ce dernier soit stable ; enfin, (iv) diminution de la tension jusqu'à extinction de l'arc. Cette dernière étape permet ainsi de déterminer la tension minimale nécessaire au maintien de l'arc qui correspond à la valeur de la tension appliquée lors de l'extinction de l'arc. Chaque série de tests a été réalisée en ajustant les paramètres suivants : (i) la longueur de la colonne isolante ; (ii) la longueur de l'intervalle d'air et (iii), la valeur du courant de fuite. Ce dernier paramètre a été contrôlé indirectement en faisant varier la valeur de la conductivité surfacique du dépôt de glace. Les résultats ainsi obtenus ont montré que la longueur de l'isolateur ou de la colonne isolante n'a pas de réelle influence sur la valeur de la tension de claquage de l'intervalle d'air. Par contre, une relation non-linéaire a été établie entre la longueur de l'isolateur et la tension de maintien de l'arc. De plus, une série de tests suivant la même procédure expérimentale décrite précédemment a été effectuée sur des isolateurs de poste de même type mais présentant un diamètre plus grand. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence que le diamètre, D, de l'isolateur ainsi étudié a une influence sur la condition de maintien de l'arc. Les résultats obtenus au cours de cette recherche ont donc permis d'établir une nouvelle formulation mathématique pour la condition de maintien de l'arc ainsi que de déterminer les paramètres pouvant influencer cette condition. La formulation mathématique proposée a été établie afin de tenir compte de l'allongement de l'arc électrique provoqué par l'élargissement de l'intervalle d'air provoqué par la fonte du dépôt de glace. Basées sur les résultats obtenus au cours de cette recherche, quelques recommandations et pistes de recherche ont été proposées.

Les surfaces diélectriques exposées à des champs électriques tangentiels constituent généralement la partie la plus vulnérable des systèmes haute tension. Bien que le contournement de ces surfaces ait été largement étudié, et malgré le fait qu'on ait une bonne connaissance des décharges électriques dans les gaz, la compréhension physique de la décharge sur une surface de glace reste encore à explorer. Les investigations entreprises dans ce projet visaient à explorer davantage les mécanismes physiques fondamentaux d'une décharge électrique sur une surface de glace. La compréhension de ces mécanismes pourra permettre de concevoir des équipements mieux adaptés au climat des régions froides et ainsi d'accroître la fiabilité des réseaux de transport d'énergie sous des conditions de givrage atmosphérique. Des techniques de photographie ultra rapide ont été utilisées afin d'observer les premières nanosecondes du développement de la décharge. La forme des isolateurs réels étant complexe, un modèle physique de géométrie simple (tige-plan), avec différentes valeurs de rayons de courbure, a été utilisé. Le champ d'apparition des couronnes de streamers, leur vitesse de propagation et la distance axiale du volume critique ont été étudiés. Les résultats ont été déterminés à l'aide de la loi empirique de Peek et comparés avec ceux obtenus dans le cas de l'air. Ils ont montré que la présence d'une surface de glace modifiait considérablement les paramètres d'initiation et développement des couronnes de streamers. Plusieurs hypothèses pouvant être à la base de l'initiation et de la propagation d'une décharge électrique sur une surface de glace ont été retenues. Il est possible que la décharge en interagissant avec la surface de glace fasse intervenir d'autres mécanismes physiques inexistants dans le cas de l'air. L'hypothèse d'une éventuelle accumulation de charges à la surface de la glace nous a semblé très pertinente. La présence de ces charges surfaciques modifierait considérablement la distribution du champ électrique local, ce qui expliquerait la distorsion des paramètres d'initiation et de propagation de la décharge en présence d'une surface de glace. Des mécanismes qui pourraient être à la base du processus d'accumulation de ces charges ont été aussi identifiés.

En dépit des efforts pour modéliser 1'accretion de glace (givre et verglas) sur les diverses structures, et notamment les équipements des réseaux électriques, très peu d'études portant sur le délestage de la glace (réduction de masse de glace) ont été effectuées. Et ceci malgré l'importance de cette phase dans la conception des lignes aériennes subissant le givrage atmosphérique. En effet, la compréhension du processus de délestage est nécessaire pour l'analyse du comportement de ces structures sous l'effet du givre et du verglas et pour le choix des méthodes et protocoles de mitigation. Cette recherche est divisée en deux grandes parties : la première est le développement d'un modèle mathématique à deux dimensions permettant de prédire la forme du manchon de glace accumulé sur un câble ainsi que le taux du délestage par fonte naturelle sous des conditions météorologiques bien définies comme la vitesse du vent, la température de l'air et l'épaisseur radiale de glace. La deuxième partie consiste à effectuer des tests en laboratoire afin de valider le modèle numérique. La méthode des éléments finis de frontière a été utilisée dans le modèle mathématique car elle s'adapte bien au problème de changement de phase (fonte de la glace). Cette méthode est basée sur la combinaison des équations intégrales classiques et du concept de la méthode des éléments finis. La méthode des éléments finis de frontière permet d'approximer la frontière d'un domaine continu par un ensemble de sous domaines. Dans ce travail, la frontière de la glace a été discrétisée par des éléments linéaires et le domaine câble-glace par des éléments triangulaires. Grâce, à l'introduction de la fonction de Green et des conditions frontières, il a été possible de produire un système d'équations linéaires pour déterminer la distribution de la ni température dans le dépôt de glace, la vitesse de fonte et la forme du manchon de glace. Finalement, le modèle mathématique développé tient compte des deux types de conditions frontières, soit Fourier et Newman. Les échantillons de glace atmosphérique sont formés en laboratoire sous des conditions atmosphériques contrôlées. Les tests expérimentaux ont été réalisés avec les équipements de recherche de la CIGELE dont les laboratoires sont situés à l'Université du Québec à Chicoutimi. La glace formée est un givre dur dont la masse volumique est d'environ 880 kg/m3 ; elle est formée à partir de gouttelettes surfondues emportées par un vent de vitesse moyenne égale à 5 m/s et projetées sur un cylindre lisse représentant le câble. La température de l'air dans la chambre climatique pendant la phase d'accumulation est égale à -10 °C, et deux épaisseurs radiales de glace ont été formées soit 10 et 25 mm. Le diamètre volumique moyen des gouttelettes, la teneur en eau ainsi que le coefficient de captation ont été également mesurés. À l'aide de ces données, la phase d'accumulation fut caractérisée. Les tests expérimentaux en laboratoire ont été divisés en trois parties : le délestage par fonte en absence et en présence du vent et quelques tentatives sur le délestage par sublimation. L'évaluation de la quantité de glace fondue dans le cas du délestage par fonte en absence du vent a été effectuée à l'aide d'un système de capteurs de force. Par contre, dans les deux autres cas, la quantité de glace fondue a été mesurée par pesée à l'aide d'une balance à palettes. La vitesse de fonte observée dans le cas du délestage par fonte en absence du vent fut de l'ordre de 0,53 kg/m2h. Ce résultat est valide dans le cas où la température de l'air est égale à 9 °C et l'épaisseur radiale initiale est 11 mm. Dans le cas du délestage par fonte en présence du vent, une combinaison entre trois vitesses de vent (10, 20 et 30 m/s) et deux épaisseurs radiales initiales de glace (10 et 25 mm) fut testée. La durée des expériences a été toujours fixée à 2 heures et la glace fut mesurée à chaque 30 minutes. Dans le cas où l'épaisseur radiale de glace est de 10 mm, les expériences ont montré que la vitesse de fonte passe de 1,24 à 4,04 kg/m2h lorsque la vitesse de vent varie entre 10 et 30 m/s et la température dans le tunnel réfrigéré est de l'ordre de 2 °C. Ces résultats sont différents (1,53 et 4,35 kg/m2h, respectivement) lorsque l'épaisseur radiale est égale à 25 mm. Dans le cas du délestage par sublimation, une seule série de tests a été élaborée, soit : 10 mm et 30 m/s. La température de l'air dans le tunnel était de -15°C et la quantité de glace sublimée est relativement faible 0,06 kg/m2h comparée au délestage par fonte. Finalement, une comparaison entre les formes de glace obtenues expérimentalement et numériquement a permis de constater que le modèle mathématique a pu prédire la forme du manchon de glace lorsque l'épaisseur radiale de la glace est égale à 10 mm et les vitesses du vent sont (10, 20 et 30 m/s). De même, le modèle numérique a pu prédire la forme du manchon de glace lorsque l'épaisseur radiale de la glace est égale à 25 mm et les vitesses du vent sont (10 et 20 m/s). Par contre, le modèle n'est pas en mesure de prédire la forme du manchon de glace lorsque l'épaisseur radiale est égale à 25 mm et la vitesse du vent est 30 m/s.

Dans les conditions humides, l'avènement de couronne sur les lignes de transmission haute tension pourrait aboutir à la vibration des conducteurs. Ce type de vibration, connu comme "Vibration induite par effet de couronne", peut conduire à la fatigue des conducteurs et leurs éléments de support. Il a été établi que la présence intermittente de la charge d'espace de couronne et du vent ionique sont les causes principales de ce phénomène. L'objectif principal de ce mémoire de maîtrise est la simulation numérique et expérimentale sur deux conducteurs courts, l'un lisse et l'autre toronné. Pour la partie expérimentale, notre approche est basée sur un modèle physique déjà employé dans les travaux précédents du GRIEA "Groupe de Recherche de l'Ingénierie de l'Environnement Atmosphérique". Ce modèle utilise un conducteur placé au centre d'un cylindre en grillage métallique. Ce dispositif a permis d'étudier l'influence des différents facteurs sur les vibrations des conducteurs haute tension placés sous la pluie artificielle. Les résultats des simulations expérimentales seront appliqués au modèle numérique en vue d'effectuer les simulations numériques. La méthode des éléments finis a été utilisée pour développer le modèle numérique. En vue de valider un modèle pratique avec les résultats expérimentaux, deux modèles numériques ont été développés. Le premier modèle, considéré comme modèle de base est développé pour un conducteur lisse, alors que le deuxième, appliqué au conducteur toronné, a pour but de compléter le modèle de base. Les entrées pour ces deux modèles numériques sont appliquées au logiciel COSMOS et les simulations ont été exécutées. Les forces impliquées dans la constitution des gouttes d'eau et leur éjection d'un conducteur haute tension seront modélisées numériquement en utilisant les résultats des travaux de recherches précédents et en sélectionnant la meilleure combinaison de ces forces. Les résultats expérimentaux sont utilisés pour évaluer la précision des résultats numériques ainsi que leur validation.

Les événements de givrage atmosphérique de janvier 1998, au sud du Québec et à l'est de l'Ontario, ont clairement démontré la vulnérabilité des structures aériennes face à ce phénomène atmosphérique ainsi que la nécessité d'améliorer nos connaissances actuelles dans ce domaine. Dans cette perspective, il est important de comprendre ce phénomène par l'analyse des événements de givrage atmosphérique antérieurs et, si possible, de les modéliser puis de les prédire. Cela permettra aux compagnies d'électricité de mieux dimensionner les équipements des réseaux aériens et d'établir des normes d'alerte. La présente recherche, effectuée dans le cadre de la Chaire Industrielle CIGELE, a pour but d'analyser les événements passés enregistrés par le réseau de mesure SYGIVRE d'Hydro-Québec et d'effectuer une analyse spatiale de la distribution des tempêtes de givrage atmosphérique (au sens large du terme, c'est-à-dire pour toute intensité de précipitation) dans les différentes régions du Québec. Pour ce faire, nous disposons de la base de données de givrage SYGIVRE qui couvre une période d'observations de 8 ans sur un total de 23 stations et qui est basée les mesures d'un appareil développé par Hydro-Québec, appelé givromètre (ice rate meter). Nous utiliserons aussi une autre source de données sur le givrage fournie par Hydro-Québec (PIM) qui couvre une période d'observations de 21 ans sur un total de 180 stations déployées dans toute la province et qui repose sur des mesures délivrées par des glacimètres (passive ice meter). L'analyse exploratoire des événements de verglas et de givre contenus dans la base de données SYGIVRE constitue la première étape de l'étude. Cette étude exploratoire permet de faire ressortir les caractéristiques propres à chaque paramètre du réseau SYGIVRE. La base de données sur les PIM a servi de support de validation aux études effectuées sur la base de données SYGIVRE puisque la période d'observations de la première est beaucoup plus grande mais que la précision est moindre. Pour ne pas créer de biais dans la comparaison entre les deux bases de données, seules les stations du réseau de PIM géographiquement proches de celles du réseau SYGIVRE, ont étés retenues. Cela permet d'avoir deux réseaux de stations sensiblement identiques pour ce qui est de la couverture géographique du territoire étudié. La notion d'intensité pour un processus de Poisson non homogène a été introduite dans l'étude afin d'évaluer la probabilité qu'un événement devant apparaître, se produise dans une période donnée. Cette caractéristique est propre aux stations et aux années c'est-à-dire qu'elle est fonction de la situation géographique des stations et de la rigueur de l'hiver pour une année donnée. Cette notion d'intensité est utilisée pour obtenir des groupements d'années qui sont identiques. Le petit nombre d'années d'observations nous a empêché d'utiliser les résultats sur les groupements d'années pour la suite de l'étude mais il est tout de même intéressant de noter que les années communes entre les deux bases de données sont identiques au point de vue événements. L'analyse spatiale de la distribution des tempêtes de givrage atmosphérique se fait généralement en considérant directement la distance géographique sans considérer la présence de microclimats ou la topographie entre les stations. Ces paramètres peuvent changer considérablement les conditions météorologiques et donc la progression des tempêtes à travers une région donnée. L'approche utilisée dans ce travail est basée sur la proximité des stations en terme de partage des mêmes événements de givrage. Nous avons utilisé la probabilité de partage des événements entre les stations pour établir des groupements géographiques de stations. Finalement, nous avons modélisé les groupements obtenus par des variables exogènes différentes qui sont la température, la durée, le type de l'accumulation et le poids. Cette méthode permet de définir des groupements de stations cohérents. Trois groupes de stations ressortent de cette étude. Ceux-ci comportent des stations présentant les mêmes caractéristiques au niveau du type de l'accumulation dominant et de la région où elles se trouvent. Pour expliquer ces groupes, la durée de l'événement est le paramètre essentiel. Parfois, la température joue un rôle lorsque nous ne tenons pas compte du type de l'accumulation. La prédiction effectuée à partir des régressions donne de bons résultats quand il s'agit de prévoir des événements locaux. Par contre, la prédiction du partage des événements entre plusieurs stations est nettement moins bonne. Finalement, une étude sur une plus longue période d'observations augmentera les bases de données et améliorera les résultats.

La performance électrique des isolateurs de lignes de transport d'énergie électrique est dégradée par la présence de glace à leur surface. Cet affaiblissement de la tenue électrique des isolateurs peut être tel que des arcs électriques peuvent prendre naissance et se développer jusqu'à provoquer un contournement total des isolateurs. Le contournement électrique des isolateurs qui est ainsi produit peut alors engendré une interruption de courant. Il apparaît donc essentiel de connaître le plus adéquatement possible la performance électrique (sous glace) des isolateurs, lorsque ceux-ci sont situés dans un lieu propice à l'accumulation de glace à leur surface. Cependant, il n'existe présentement aucune norme standard pour tester des isolateurs sous des conditions de glace. Partant de là, une étude systématique, dont le but est de proposer une méthode standard d'essais sous glace et d'étudier l'influence de différents paramètres sur la tenue électrique d'isolateurs recouverts de glace, fut entreprise par le Groupe de Recherche en Ingénierie de l'Environnement Atmosphérique de l'Université du Québec à Chicoutimi. C'est dans ce projet de recherche que la présente étude s'inscrit. Le but de cette dernière est donc d'étudier l'influence de deux facteurs sur la tension de tenue maximale d'isolateurs recouverts de glace. Ces deux facteurs sont les suivants: la fonte de la glace (engendrée par l'augmentation de la température ambiante jusqu'au point de fonte de la glace) et le niveau de contamination à la surface des isolateurs. À l'issue des expérimentations réalisées au cours de la présente recherche, il apparaît que la fonte de la glace cause une diminution de l'ordre de 10% de la tension de tenue maximale, en comparaison aux essais réalisés sans période de fonte de la glace. Également, la présence de contamination à la surface des isolateurs cause une diminution de leur tenue électrique. C'est ainsi que la tension de tenue maximale des isolateurs contaminés légèrement (0,05 mg/cm2) était d'environ 5% plus faible que lors d'essais réalisés sans contamination. De plus, cette diminution de la tenue électrique des isolateurs devenait très critique lorsque le niveau de contamination était moyen (0,1 mg/cm2). Effectivement, des isolateurs composites ayant une densité du dépôt de sel à leur surface de 0,1 mg/cm2, furent contournés par un arc électrique au cours de la période de fonte de la glace, alors qu'ils étaient sous tension de service. Dans le présent mémoire, quelques notions de bases sont relatées dans le but de donner une meilleure compréhension de l'objet d'étude. Également, une revue des principales recherches réalisées dans ce domaine est présentée. Enfin, les résultats de ce travail de recherche, de même que leur analyse, sont présentés en détail.

Afin de construire des systèmes d'ordinateurs de haute performance utilisant les technologies d'intégration à très grande échelle, une nouvelle architecture de systèmes multiprocesseurs hiérarchiques est proposée. Le présent projet consiste en la modélisation de la performance et l'optimisation de cette architecture. Une méthodologie permettant d'obtenir des modèles d'estimation de performance pour l'architecture hiérarchique est proposée. Le temps moyen requis par un message pour se rendre à sa destination (aussi appelé temps de réponse) est utilisé comme mesure de performance. Ces modèles permettent de prédire la performance d'architectures multi-processeurs hiérarchiques avec une précision adéquate pour une vaste gamme de conditions de trafic et de configuration. Ces modèles permettent également d'optimiser la conception de systèmes hiérarchiques de grande dimension. En effet, puisque le temps de réponse d'un système affecte le temps d'exécution d'une application, la connaissance de la sensibilité de ce dernier en fonction de certains paramètres est essentielle pour la conception de systèmes parallèles de haute performance basés sur cette architecture.

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De nos jours, le seul procédé industriellement applicable pour la production de l’aluminium est connu sous le nom du procédé de Hall-Héroult. Le procédé utilise essentiellement des matériaux à base de carbone comme électrodes (anode et cathode). La productivité et l’efficacité énergétique du procédé sont étroitement liées à la qualité de l’anode (uniformité et stabilité des propriétés requises). Dans ce projet, nous avons étudié différents paramètres pouvant influencer l’uniformité des propriétés finales des anodes lors de leur cuisson principalement par la détermination de la résistivité électrique. Le processus de cuisson est la dernière étape du procédé de fabrication des anodes. Il s’agit d’une étape très critique, car c’est ici que les anodes subissent les plus importantes transformations microstructurales leur conférant les propriétés requises à leur utilisation dans le procédé de Hall-Héroult. Pendant la cuisson, les anodes sont empilées dans un four et cuites suivant des profils de température prédéfinis. Cela entraine la génération de contraintes mécaniques dans les anodes, causées par l’empilement, combinées aux transformations thermochimiques, causées par le processus de cuisson. La conséquence de ce phénomène peut mener à une anisotropie au niveau des propriétés des anodes. L’hypothèse est que lors de la cuisson, les anodes supérieures peuvent générer des pressions externes sur les anodes inférieures, provoquant ainsi le réarrangement des particules de coke dans la structure interne de l’anode. Ce changement pourrait mener à la réduction de la distance entre les particules affectant possiblement la résistivité électrique. Dans ce travail, la variation de la résistivité électrique d’une série d'anodes industrielles en fonction de leur position dans les fours de cuisson a été examinée dans un premier temps. Ensuite, à travers des travaux expérimentaux, menés en laboratoire, des échantillons d'anodes ont été fabriqués et cuits sous différentes pressions externes. Enfin, leur résistivité électrique a été déterminée afin d’établir une relation entre la force mécanique appliquée et la résistivité électrique. / Nowadays, the only industrially applicable process to produce aluminum is known as the Hall-Héroult process. The process essentially uses carbon-based materials as electrodes (anodes and cathodes). The productivity and energy efficiency of the process is closely linked to the quality of the anodes (uniformity and properties variations). In this project, we studied different parameters that could influence the uniformity of the anode final properties by mainly determining their electrical resistivity. The baking process is the last step in the anode manufacturing process. This is a very critical step while the anodes undergo the most significant microstructural transformations giving them the properties required for their use in the Hall-Héroult process. During baking, the anodes are stacked in the furnace and baked according to predefined temperature profiles leading to the generation of mechanical stresses, due to stacking, combined with thermochemical transformations, due to the baking process. The consequence of this phenomena can lead to anisotropy in terms of anode internal properties. The hypothesis is that during baking, the upper anodes can exert an external pressure on the lower anodes, thus causing the rearrangement of the coke particles in the internal structure of the anode. This change could lead to a reduction in the distance between particles, possibly affecting the electrical resistivity. In this work, the variations in the electrical resistivity of a series of industrial anodes as a function of their position in the baking furnace were first examined. Then, through experimental work carried out in the laboratory, anode samples were fabricated and baked under different external pressures. Finally, their electrical resistivity was determined to establish a relationship between the applied mechanical force and the electrical resistivity.

La conception des composants et systèmes électriques est en pleine évolution, poussée par les besoins sociétaux en terme d'environnement et d'efficacité énergétique. Notre société est basée sur une énergie bon marché et facilement accessible, ce que nous procure, entre autres, l'électricité. Les composants et systèmes électriques font partis de notre quotidien et permettent de faire fonctionner la totalité de nos moyens de production. Ils sont tellement présents, qu'ils pourraient presque passer inaperçus. C'est pourquoi, leur conception est capitale afin de les rendre plus performants, c'est-à-dire mieux adaptés aux besoins de chacun. Les composants et systèmes électriques ont évolué grâce à une meilleure maîtrise des matériaux. Les aimants terres rares, à hautes énergies, ont permis de concevoir des moteurs électriques compacts à fort couple massique comme par exemple, ceux des nouvelles chaînes de traction AGV d'Alstom. Les systèmes sont de plus en plus complexes et doivent être de plus en plus performants sur un panel de critères de plus en plus large. Le défi offert aux ingénieurs de conception est grand. Il est donc indispensable d‟intégrer de nouveaux outils et de nouvelles méthodologies dans le processus de conception pour faire face à ce challenge. C'est au niveau des méthodologies et des outils que se situe notre apport. En effet, les moyens de calcul ont fortement progressé et permettent d‟utiliser les outils de modélisation et d‟optimisation relativement simplement. Toutefois, leur mise en œuvre dans une démarche de conception est complexe, car elle fait intervenir l‟environnement et l‟acteur humain. Les outils d‟optimisation sont bien adaptés aux besoins de la conception car ils permettent de proposer une solution optimale en fonction d‟un nombre important de variables et de critères, pouvant s‟exprimer sous la forme d'objectifs ou de contraintes. Les outils de modélisation ont fortement progressé et permettent une représentation précise des phénomènes physiques. Deux grandes familles existent : les modèles analytiques et les modèles numériques. Les deux peuvent être intégrés dans un processus de conception. Toutefois, aussi précis soient-ils, ils restent des modèles et sont donc liés à un certain nombre d'hypothèses. L‟utilisation de méthode d‟optimisation pour la conception conduit à rechercher des solutions optimales au niveau global, ce qui impose la construction de modèles prenant en compte de nombreux aspects physiques pour répondre aux besoins de conception. La seule connaissance des phénomènes magnétiques et électriques pour concevoir un moteur électrique n‟est plus suffisante ; il faut intégrer, la thermique, les aspects de bruit et de vibration, l‟effet de la commande et gérer les interactions entre le moteur et le convertisseur en intégrant la charge. Le processus de conception a donc à gérer un ensemble de modèles pouvant être de natures différentes et de précision variable. La bonne adéquation entre les modèles, et les liens créés entre eux, font la qualité du modèle de conception. Cette multiplicité de modèles pose un réel problème au concepteur, qui doit soit construire la totalité des modèles, soit se les procurer. Généralement, le concepteur est expert dans une discipline et aura donc moins de connaissances dans les autres. Pour un système complexe constitué de nombreux composants et faisant intervenir de nombreuses disciplines, il est nécessaire de répartir l‟effort de modélisation. D‟autant plus, qu‟au sein de la communauté scientifique ou des entreprises, des modèles testés et validés existent déjà. Un besoin de capitalisation et d‟appropriation des modèles est donc indispensable. L‟obtention d‟un modèle n‟est pas un but, mais un moyen pour le concepteur. La définition du problème de conception et la formulation du problème d‟optimisation sont primordiales. La définition du problème peut être vue comme une stratégie et la méthode d‟optimisation comme une tactique pour aboutir à une conception optimale. Les deux sont étroitement liées et influent réciproquement l'une sur l'autre. Chaque méthode d‟optimisation a des avantages et des inconvénients. La formulation du problème d'optimisation doit se faire en connaissant les possibilités de la méthode d‟optimisation en liaison avec le modèle. Le concepteur doit avoir des notions d‟optimisation pour formuler correctement son problème et connaître suffisamment ses modèles pour rester dans leur domaine de validité. L'utilisation d'une méthode d'optimisation au sein d'un processus de conception permet de trouver la cause des effets désirés. La méthode d‟optimisation et le modèle sont liés. La méthode d‟optimisation peut prendre en charge tout ou partie des non-linéarités du modèle pour faciliter son expression par le concepteur ou améliorer sa résolution en permettant de scinder les modèles pour pouvoir distribuer les calculs. Le processus d'optimisation lui-même peut être décomposé en un ensemble de problèmes d'optimisation interagissant les uns sur les autres, ce qui permet de gérer d'une manière répartie les modèles et les processus d'optimisation. Les outils d'optimisation doivent être utilisés au niveau le plus haut du processus de conception pour créer un impact maximum sur la conception des composants et du système. Ainsi, de fait, le processus de conception optimal garantit une bonne adéquation des composants au système.