Cette thèse porte sur l'étude des machines synchrones à commutation de flux à aimants permanents et plus particulièrement sur le comportement magnétique, mécanique et acoustique de ces structures particulières. La finalité étant de réaliser une optimisation géométrique alliant rapidité et robustesse tout en prenant en compte ces critères multi-physiques sus-cités. Dans un premier temps, nous avons dressé une vue d'ensemble du fonctionnement de ces machines en présentant le principe de fonctionnement de la commutation de flux et en étudiant une structure penta-phasée 20/18. L'origine du bruit générée dans ces structures a ensuite été débattue avec une attention toute particulière pour les phénomènes magnétiques. Une exploration des différentes contraintes magnétiques ainsi qu'une analyse mécanique et vibratoire par simulations éléments finis et par mesures expérimentales a été réalisée. Dans un deuxième temps, un modèle multi-physique permettant d'estimer l'état magnétique, mécanique et acoustique de ces structures a été présenté. Le choix s'est porté sur une modélisation entièrement analytique devant la nécessité d'obtenir un modèle rapide. Les différents modèles ont été développés et validés soit par simulations éléments finis, soit par mesures expérimentales. Le modèle magnéto-statique a été réalisée par résolution formelle des équations de Maxwell de la magnéto-statique par développement en série de Fourier. Le modèle mécanique a consisté à calculer les modes et les fréquences propres d'ovalisations du stator par une approche énergétique appelé la méthode du quotient de Rayleigh. Le modèle vibratoire / acoustique a, quant à lui, été réalisé en résolvant les équations d'équilibre de la dynamique des poutres dans la base modale formée par les modes propres précédemment calculés. Enfin, dans un troisième et dernier temps, ce modèle a été appliqué dans le cadre d'une optimisation géométrique afin de maximiser le couple électromagnétique tout en minimisant la puissance acoustique rayonnée. Différentes structures de machines ont été abordées et des règles de construction "silencieuse" ont été proposées. L'influence de nombreux paramètres sur la génération de bruit a été étudiée. Ces optimisations ont été effectuées sur trois types de structures : une structure tri-phasée 12/10, une structure tétra-phasée 16/12 et enfin une structure penta-phasée 20/18. De plus elles ont été réalisées dans deux cas de figure : un cas dans lequel la machine est entraînée à vitesse fixe et un cas dans lequel la machine est entrainée à vitesse variable. / This thesis deals with the study of Flux-Switching Permanent-Magnets, in particular on magnetic, mechanical and acoustic behavior of these structures. Firstly, origin of noise generated has been presented with particular attention to magnetic phenomena. Exploration of magnetic stresses, mechanical and vibration analysis have been performed by finite element simulations. Secondly, an analytical multi-physics model has been presented in order to estimate magnetic, mechanical and acoustic behavior. The different models have been validated by finite element simulations or by experimental measurements. Finally, this model has been applied in a geometric optimization loop to maximize electromagnetic torque and minimize acoustic noise generated. These optimizations have been performed on 3-phases 12/10, 4-phases 16/12 and 5-phases 20/18 at fixed and variable speed.

Les nanomatériaux manufacturés (comme les nanoparticules d’oxydes métalliques, les nanotubes de carbone, les nanofibres etc.) possèdent des propriétés remarquables qui leur confèrent des applications industrielles innovantes. Néanmoins, ces nouveaux matériaux soulèvent des inquiétudes vis à vis de leurs potentiels risques. Ces nanomatériaux manufacturés connaissent une production et une commercialisation croissantes. Par conséquent, de plus en plus de personnes sont potentiellement exposées à ces nanomatériaux (aussi bien les consommateurs que les opérateurs) à travers les aérosols qui pourraient être émis au cours du cycle de vie du matériau. L’une des approches possibles de réduction de risque serait la prévention de l’émission qui consisterait en une conception réfléchie du matériau avec un compromis performance/sûreté. La thèse présentée ici suit cette approche. Il s’agit de comprendre le phénomène et les mécanismes d’émission des nanomatériaux manufacturés à l’aide d’outils théoriques et expérimentaux. Le dispositif expérimental développé au cours de cette étude vise (i) à reproduire à l’échelle laboratoire des activités en conditions réelles, (ii) à identifier les mécanismes d’émission, et (iii) à mener simultanément des analyses qualitatives et quantitatives* des nanomatériaux manufacturés émis. Pour la sollicitation mécanique, le procédé d’abrasion a été choisi ; quant au vieillissement environnemental, le choix s’est porté sur un procédé d’exposition accélérée aux rayons d’UV en présence d’humidité et de chaleur. Les résultats suggèrent que les entités microscopiques présentes à la surface d’un matériau (appelées aspérités ou rugosités) subissent globalement 4 types de mécanismes d’enlèvement pendant l’abrasion, suivant la variation de 18 paramètres (liés au matériau et au procédé). Ces mécanismes déterminent la forme, la taille et le nombre de particules de l’aérosol émis. De plus, dans le cas des échantillons testés dans les conditions expérimentales données, il a été observé, lors des essais mécaniques seuls, la génération d’aérosols dans lesquels sont retrouvées des nanomatériaux manufacturés liées à leur matrice. Il s’agit de particules nanométriques et micrométriques. Cependant, dans le cas du couplage abrasion/vieillissement environnemental, après un temps donné de détérioration, il est constaté l’émission de nanomatériaux manufacturés libres, en plus des nanomatériaux manufacturés liés à leur matrice. Les résultats expérimentaux relatifs aux sollicitations mécaniques ont été mis en corrélation avec des lois de mécanique classique utilisant des modèles analytiques. Le modèle utilise en partie des relations semi-empiriques ; après ajustement, on observe une très bonne convergence modèle-expérience. Ce modèle a été utilisé pour réaliser une étude de sensibilité sur les 18 paramètres évoqués précédemment, et ce pour une variation de 25% pour chaque paramètre. Ceci permet d'illustrer la capacité du modèle à hiérarchiser l'influence des différents paramètres sur l'émission de particules, pour des conditions données. Ainsi, ce travail a permis de développer un ensemble constitué d’une part d’outils expérimentaux et d’autre part d’un modèle. Si cet ensemble est largement perfectible, il permet toutefois d’ores et déjà d’entamer une conception “nanosafe by design”. / Engineering nanomaterials (ENM) like metal oxide nanoparticles, carbon nanotubes, nanofibers, etc. possess various innovative properties and their industrial use creates new opportunities. However, they also present new risks and uncertainties. There is an ever growing production and use of the products containing these ENM, like nanocomposites or nanocoatings, which result in an increasing number of workers and consumers exposed to ENM upon their emission (in the form of aerosols) from the products containing them. One of the most favored approaches, to minimize this emission, would be a preventive one which would focus on altering the product’s material properties during its design phase itself without compromising with any of its added benefits.This thesis advocates this approach. It attempts to understand the ENM emission phenomenon and its yielding mechanisms on the basis of combined experimental and theoretical approaches. The experimental set-up, developed during this thesis, is equipped with the necessary elements which can (i) seek to reproduce the real life activities on a laboratory scale (ii) identify the emission mechanism (iii) carry out both qualitative as well as quantitative*analysis of the emitted ENM simultaneously. Whilst the mean chosen for applying the mechanical solicitation or stress is an abrasion process, for the environmental weathering, it is an accelerated UV exposure process in the presence of humidity and heat. The results suggest that depending upon 18 material and process properties/parameters, the microscopic entities present on the surface of a product, called asperities, undergo mainly 4 types of removal mechanisms during abrasion. It is these mechanisms that decide the shape, size and the number of the aerosol particles emitted. Moreover, for the given test samples and experimental conditions studied during the thesis, application of the mechanical stresses alone was found to generate the emitted ENM aerosols in which ENM is always embedded inside the product matrix, thus, a representative product element. In such a case, the emitted aerosols comprise of both nanoparticles as well as microparticles. But if the mechanical stresses are coupled with the environmental weathering, then the eventual deterioration of the product, after a certain weathering duration, may lead to the emission of the free ENM aerosols too. All these experimental findings, pertaining to the effect of the mechanical stresses alone, have also been put into the perspective with classical material and mechanics state laws using a predictive analytical model. A close agreement** of the estimated results of this model with the experimentally measured ones has validated its functioning. This model was used to perform a sensitivity analysis on the aforementioned 18 parameters to rank the influence of a25% variation in each of their values on the particle emission for the given conditions.Thus, during the present thesis, both experimental and theoretical approaches have been developed to study the emission. Despite the fact that these approaches are perfectible, they can still be used during product design phase for the product to be “nanosafe by design”.

Digitization has an impact on the change that the accounting industry is undergoing. The vision of development is to automate and systematize society, which means that the technology mainly implements tasks of society. The study aims to dig deeper which effects the digitization has on the accounting firm. These effects are derived from an analysis model in which the role of the accounting assistants is questioned. Employees with different occupational positions at the accounting firm have been interviewed for empirical data collection. The interviews were conducted in a purposeful manner, since the selection is aimed at employees who are helpful in answering the study's question and purpose. The interviews were used to find links with the theoretical reference frames. With the help of the theoretical frame of reference and the collected empirical data, conclusions have been drawn that digitization causes different effects. The work approach is streamlined by automating the basic tasks of the accounting firm. The streamlining will lead to the accounting firm being able to deliver a broader service during the same time frame, which leads to increased client satisfaction. Quality achieves higher levels by increasing customer satisfaction. When the accounting firm delivers services with higher time gains, profitability will be higher. Profitability is something accounting firms and other businesses strive for, therefore it is likely that digitization will be implemented even more. Finally, the different effects of digitization show that the need for accounting assistants is diminishing, which is why digitization is partly perceived as a threat.

Fluid flow maldistribution plays a key role in equipment used in process and energy industries, although its evaluation is often underestimated or fully neglected. Uneven flow distribution may cause thermal or mechanical load on the tube bundle, and in extreme scenarios, it can also have an adverse effect on the process efficiency. This thesis aims to find the optimal computational tools for flow distribution prediction suitable for the initial stage of the equipment design process and to identify suitable settings of these tools for their subsequent industrial deployment. The results of simplified analytical models, detailed numerical simulations, and experimental measurements were compared for the dividing header and the U-type distribution system. It was found that the results provided by simplified mathematical models, the solution of which is also significantly less time-consuming compared to detailed CFD simulations, best correspond to the measured experimental values in all modeled configurations. For arrangements with higher lateral resistance coefficient, both computational approaches provide approximately equally accurate results. However, for arrangements with lower lateral resistance coefficient, the deviation of the results obtained by CFD calculations from the experimental data is significantly larger.

At the very beginning of the diploma thesis, we introduce the reader to the issues of BI and controlling of manufacturing companies. Subsequently, we perform an analysis and evaluation of the current state of the selected manufacturing company in terms of variations in production. Then we use MSSQL server and SSAS to create a controlling model. The company will be able to unambiguously and quickly identify weaknesses in production and quickly eliminate them. Finally, we evaluate the real benefits of this project for the company.

Le travail présenté dans cette thèse porte sur l’étude du pré-dimensionnement d’un actionneur électromécanique à entrainement direct dans une chaine de commande de vol électrique d’un hélicoptère.Le dimensionnement de cet actionneur répond à un brevet déposé par Airbus Helicopters et les éléments composant l’actionneur devront remplir les critères de sécurité des équipements embarqués des fonctions critiques. Dans un premier temps, une méthode de pré-dimensionnement d’actionneur électromécanique et plus particulièrement de machine électrique est décrite à l’aide d’un modèle analytique. Ce modèle est couplé à un algorithme d’optimisation afin de minimiser la masse tout en conservant les performances. Un prototype a fait l’objet d’une fabrication à l’échelle 1. Dans un second temps, une architecture et une méthode de calcul de l’asservissement sont définies afin d’obtenir les performances attendues par un cahier des charges en termes de précision, vitesse et stabilité. Dans le but d’améliorer le processus de dimensionnement et de prévoir le comportement dynamique de l’asservissement, des modèles multi-physiques sont développés et utilisés. Enfin, le prototype est mis en place sur un banc d’essai. Il a permis de valider le modèle de pré-dimensionnement et plus généralement de caractériser les machines électriques. Enfin, une campagne d’essai avec des cas de panne est réalisée pour mesurer et analyser les effets des pannes sur cet actionneur. / The thesis aim is the pre-design of a direct drive electromechanical actuator for Fly-By-Wire flight control of rotorcraft.The pre-design of this actuator answer to a Airbus Helicopters patent and all component must be compliant with the safety criteria of embedded system for critical function. Over a first phase, a method of electromechanical actuator’s pre-design and particularly of electrical machine is described with an analytical model. This model is linked with an optimization algorithm in order to minimize the actuator’s mass with the whole performances. A full scale prototype has been built.Over a second phase, architecture and methods for designing control are described in order to obtain the specification performances in term of precision, speed and stability. To improve the design process and the dynamic prediction of the control, multiphysics models have been developed and used.At last, the prototype is integrated on a test bench. This one allow to validate the electrical machines pre-design and more generally, to characterize the built electrical motors. A series of failure case’s tests takes place in order to analyze and measure all the actuator effect of the failure case.

No description available.

Aujourd'hui, l'électrification des véhicules constitue une des solutions mises en œuvre par les constructeurs automobiles dans la lutte contre les émissions de gaz polluants et pour la réduction des consommations. Comme le prix des aimants terres rares a fortement augmenté ces dernières années, les moteurs électriques sans aimants permanents sont attractifs, comme les moteurs asynchrones, synchrones à rotor bobiné, à réluctance variable (double saillance ou synchrone). Dans cette thèse, les machines asynchrones et synchrones à réluctance variable sont étudiées et comparées pour des véhicules électriques. Ces deux machines ont un coût faible et possèdent des structures de puissance et de contrôles similaires.Des modèles analytiques non linéaires de machines asynchrones et synchrones à réluctance variable sont établis et validés. En outre, leurs modèles économiques et mécaniques sont également mis en œuvre. Sur la base des modèles analytiques établis, la géométrie et les paramètres de commande des machines étudiées sont dimensionnés afin de réduire les pertes énergétiques durant des cycles de conduite. Une optimisation bi-objective est proposée afin de minimiser en même temps les pertes énergétiques et le coût du moteur. Enfin, les machines optimisées sont comparées, à l’aide de Fronts de Pareto, pour évaluer leurs performances électriques, énergétiques et économiques. / Today, the concerns of the energy crisis and the reduction of gas emissions stimulate the research in several electric vehicle domains. As the cost of rare earth magnetic materials has increased significantly in recent years, electrical motors without permanent magnets draw more attention, such as induction motors, wound-synchronous motors, switched reluctance motors, and synchronous reluctant motors. In this thesis, induction and synchronous reluctant machines are chosen to be studied for the electric vehicle traction application since they are low costly and fed up with similar power electronics and control strategies.Nonlinear analytical models of induction and synchronous reluctant machines are established and validated. Besides, economical and mechanical models are developed as well. Based on established analytical models, the geometry and the control parameters of these studied machines are calculated to define the total energy losses during the driving cycle. A bi-objective optimization is carried out to minimize total energy losses and motor costs. At last, the optimized machines are compared from their electric, energetic and economic performances, with the help of the Pareto Fronts obtained.

[pt] O teste de injetividade consiste em injetar uma fase, usualmente água, em um reservatório de óleo para coletar informações sobre ele. Conhecer os parâmetros do reservatório pode ser valioso para melhorar a produção de óleo. Muitos estudos têm sido apresentados a respeito do comportamento da pressão em reservatórios multicamadas sob escoamento de fluxo monofásico e, também, durante os testes de injetividade. No entanto, uma solução analítica para o comportamento da pressão em reservatórios de múltiplas camadas durante os testes de injetividade é bem conhecida apenas quando o fluxo cruzado de formação não é considerado. Portanto, o presente trabalho apresenta um modelo analítico no espaço de Laplace para reservatórios radialmente compostos multicamadas considerando o fluxo cruzado de formação sob fluxo monofásico e, então, para reservatórios multicamadas com fluxo cruzado de formação sob fluxo bifásico. A precisão da solução proposta foi verificada através da comparação com um simulador numérico de fluxo. Os resultados fornecidos pelo modelo analítico e pelos dados numéricos foram consistentemente semelhantes. Além disso, os dados obtidos pela solução analítica foram utilizados para estimar a permeabilidade equivalente do reservatório. Os valores calculados apresentaram uma aproximação satisfatória para todos os casos. / [en] The injectivity test consists of injecting a phase, usually water, into an oil reservoir in order to collect information about it. Knowing these reservoir s parameters can be valuable in order to improve oil production. Many studies have been presented regarding the behavior of pressure in multilayered reservoirs under single phase fluid flow and, also, during injectivity tests. However, an analytical solution for pressure behavior in multilayered reservoirs during injectivity tests is well known only when the formation crossflow is not considered. Therefore, the present work attempts to develop an analytical model in the Laplace space for multilayered radially composite reservoirs with formation crossflow under single phase fluid flow, and then, for multilayered reservoirs with formation crossflow under two phase fluid flow. The accuracy of the proposed solution was verified by comparison with a finite difference flow simulator. The results provided by the analytical model and by the numerical data were consistently similar. Furthermore, the data obtained by the analytical solution was used to estimate the reservoir s equivalent permeability. Calculated values presented a satisfactory accuracy for all cases.

Due to the increasing number of components involved in Radio Frequency design, integration and packaging become an important topic of developing power-efficient and cost-effective solutions. Furthermore, interconnections are a key factor in such a topic because they are heavily used in Radio Frequency engineering, especially in the Fifth Generation. Among the interconnections, bond wires are one of the most commonly used.In micro assembly design, it is crucial to understand and model the behavior of each component, including interconnections. Radio Frequency engineers usually use the bond wire models in the software directly without questioning if the model actually has the same behavior as the fabricated one. Therefore, how to accurately model and characterize the bond wires becomes valuable, and furthermore, how the physical dimensions affect the transmission performance. This Master’s thesis project aims to solve this problem by building simple models for single bond wire and double bond wires with coupling, and verifying them by electromagnetic simulation and measurement.The project has built bond wire models in Matlab and in electromagnetic simulators NI AWR and ANSYS HFSS. The actual test structures are also fabricated using the bonding machine, and measured by vector network analyzer. A sufficient amount of data has been collected from these sources and then analyzed. The proposed analytical model of bond wires is valid after comparing its results with those from simulation and measurement. In addition, the effect of the loop height and separation distance on the transmission performance is studied and has a well verified conclusion.This thesis work will be helpful to Radio Frequency engineers, who use bond wires in the micro assembly of their design. They would be able to characterize the bond wires more accurately and adjust the physical dimensions in order to achieve the desired performance. / På grund av det ökande antalet komponenter i radiofrekvensdesign, integration och förpackning blivit ett viktigt ämne för att utveckla energieffektiva och kostnadseffektiva lösningar. Sammankopplingar är en nyckelfaktor i ett sådant ämne, eftersom de är starkt används i radiofrekvensteknik. Bland dem, bondtrådar är en av de vanligaste.Det är viktigt att förstå och modellera beteendet hos varje komponent. Därför hur att noggrant modellera och karakterisera bondtrådarna blir ett värdefullt problem, och dessutom, hur de fysiska dimensionerna påverkar överföringsprestanda.Projektet har byggt bondtrådsmodeller i Matlab och i elektromagnetiska simulatorer NI AWR och ANSYS HFSS. De faktiska teststrukturerna tillverkas också med hjälp av bindningsmaskinen och mäts av vektornätverksanalysatorn. Den föreslagna analysmodellen för bindningstrådar är giltig efter att ha jämfört dess resultat med dem från simulering och mätning. Dessutom studeras effekten av slinghöjden och separationsavståndet på transmissionens prestanda och har en väl verifierad slutsats.