Le transport de l'énergie électrique par des réseaux triphasés a conduit par le passé au développement de convertisseurs électromécaniques triphasés. Ces derniers ont bénéficié de l'essor des interrupteurs de puissance et de celui des composants de commande type Digital Signal Processor (DSP). Les performances de ces classiques machines électriques triphasées associées à des onduleurs s'en sont trouvées accrues notamment dans le domaine de la vitesse variable.<br />Néanmoins des problèmes apparaissent tant au niveau de l'onduleur que de la machine lorsqu'on désire augmenter la puissance transmise. Les interrupteurs doivent en effet alors commuter des tensions et des courants d'amplitude plus élevée (coût unitaire plus élevé pour les modules et pollution électromagnétique accrue). Par ailleurs, à courant donné, l'augmentation de la puissance mène à des contraintes en tension pour les isolants. Ce dernier effet de contrainte (accélération du vieillissement des diélectriques) est d'autant plus accentué lorsque la machine est alimentée « classiquement » par un onduleur de tension fonctionnant en Modulation de Largeur d'Impulsions. Une piste classique pour la résolution de ces problèmes est celle, toute électronique, des convertisseurs multi-niveaux. <br />Un fractionnement de la puissance par augmentation du nombre de phases de la machine est une solution alternative et/ou complémentaire. A puissance et courant donnés les contraintes en tension diminuent. La multiplication du nombre de phases permet l'utilisation de modules d'électronique de puissance identiques de moindre coût unitaire (élément favorable en terme de coût de maintenance). De plus, ce type de structure polyphasée permet d'augmenter la tolérance aux pannes du convertisseur électromécanique. En fait, il s'agit de répartir les contraintes entre le convertisseur électromécanique et le convertisseur statique. De même, dans le cas des machines basses tensions (automobile par exemple), la présence de courants d'intensité très élevée nécessite en général une mise en parallèle de nombreux interrupteurs qu'il peut être judicieux (pour des raisons de surdimensionnement notamment) de répartir entre plus de 3 phases. Là encore, les machines polyphasées constituent une alternative économique d'autant qu'elles permettent de réduire les pulsations de couple et donc le bruit d'origine électromagnétique.<br />La problématique de recherche est l'étude et le développement d'ensembles complets comprenant le convertisseur statique, le convertisseur électromécanique polyphasé ainsi que la commande. En effet, l'adéquation entre la machine et le convertisseur est encore plus nécessaire que dans le cas d'une machine triphasée, la commande du convertisseur ne pouvant raisonnablement compenser certains défauts constructifs de la machine. Ainsi, un onduleur de tension qui alimente une machine polyphasée dont le bobinage est optimisé pour obtenir une force magnétomotrice sinusoidale va induire des courants parasites de forte amplitude dans la machine. Il est ainsi nécessaire de reprendre la conception du bobinage pour « désensibiliser » la machine.<br />L'adéquation du convertisseur électromécanique au convertisseur statique est recherchée d'une part en agissant sur les paramètres constructifs de la machine polyphasée afin de l'adapter le plus possible au convertisseur dont le caractère discret impose des contraintes à la machine. D'autre part, on agit également sur les degrés de liberté offerts par la commande du convertisseur statique (choix des vecteurs tension activés) afin d'exploiter au mieux la machine polyphasée (réduction des courants parasites, marche dégradée...).<br /><br />C'est donc une approche SYSTEME qui allie simultanément la conception de machine à celle de la commande de convertisseur d'électronique de puissance.

Le gisement aurifère de Tamlalt-Menhouhou se situe sur la bordure sud de la boutonnière paléozoïque de Tamlalt (Haut-Atlas oriental), jouxtant la limite entre la chaîne du Haut-Atlas et la chaîne de l'Anti-Atlas. Les minéralisations sont encaissées dans des formations volcano-sédimentaires de l'Ediacarien (âge U/Pb : 569 ± 8 Ma). Deux minéralisations aurifères ont pu être identifiées : (i) une minéralisation aurifère primaire de type "Iron Oxide Copper Gold deposit" (IOCG) associée à un altération sodique (± calcique) caractérisée par un enrichissement en Au, Cu, Fe, Co, Ni, Mo, As, Sb, ± Bi, et (ii) une minéralisation aurifère secondaire de type "Shear zone related gold deposit" associée aux altérations argilleuses et phylliteuses localisées le long des décro-chevauchements. L'étude détaillée à la microsonde ionique effectuée sur les zircons hydrothermaux génétiquement associés au phénomène d'albitisation permet d'obtenir un âge Ordovicien supérieur (449 ± 8 Ma) pour la minéralisation aurifère primaire. Cet âge est confirmé par la datation 40Ar/39Ar sur deux mono-grains de muscovites et souligne le potentiel des zircons à enregistrer des évènements hydrothermaux, et leur intérêt en métallogénie. La minéralisation aurifère secondaire est datée au Stéphano-autunien (293 ± 7 Ma) par géochronologie 40Ar/39Ar sur des phengites associées à l'altération argilleuse et phylliteuse et aux veines de quartz aurifères. Cet âge souligne l'importance de cette orogenèse pour la remobilisation de pré-concentrations métallifères. / The Tamlalt-Menhouhou gold deposit is located on the southern edge of the Neoprotérozoic-Palaeozoic Tamlalt inlier (Eastern High-Atlas), just north of the limit between the High-Atlas belt and the Anti-Atlas belt. Mineralizations are enclosed in Ediacaran volcano-sedimentary formations (U/Pb age: 569 ± 8 Ma). Two different gold mineralizations were identified: (i) a primary gold mineralization of the type “Iron Oxide Copper Gold deposit” (IOCG) characterized by a strong sodic (± calcic) alteration and (ii) a secondary gold mineralization corresponding to a “Shear zone related gold deposit” and related to a strong argillic and phyllic alteration localized along the shear faults. A detailed ion microprobe study of hydrothermal zircons genetically associated with albitization provide a Late Ordovician age (449 ± 8 Ma) for primary gold mineralization. This age is confirmed by 40Ar/39Ar dating of two muscovite mono-grains, and underscores the potential of zircons to record hydrothermal events, and the interest of these phases for metallogeny. A Late Variscan age (293 ± 7 Ma) is defined by 40Ar/39Ar analysis of phengites from the phyllic alteration synchronous with auriferous quartz vein development, and which is assumed to represent the age of gold mineralization. This age demonstrates the consequences of the Variscan orogeny for the re-mobilization of metalliferous pre-concentrations.

Pour les entraînements à vitesse variable, la machine électrique n'étant plus directement couplée au réseau triphasé, le choix du nombre de phases peut être reconsidéré. On s'intéresse dans la thèse à la conception d'entraînements comportant des machines synchrones à aimants permanents à pôles lisses et non saturées mais à plus de trois phases. L'objectif est d'examiner simultanément les contraintes liées à la machine et à l'ensemble onduleur de tension/commande dans le but de réaliser un ensemble polyphasé performant. Les travaux développés dans cette étude explorent la possibilité spécifique des machines polyphasées de posséder des harmoniques spatiaux de force magnétomotrice et de force électromotrice tout en présentant des couples pulsatoires de très faible amplitude tant en mode normal que dégradé avec une ou deux phases non alimentées. Dans le chapitre II, pour une structure de bobinage imposée, nous examinons lors de la conception d'une machine à 7 phases à flux axial à double rotor l'effet d'une modulation des forces électromotrices en jouant sur la nature et la distribution des aimants permanents sur les rotors. Dans le chapitre III, une comparaison entre résultats expérimentaux et résultats obtenus par approches analytique et numérique (calcul 3D) est effectuée. Elle permet de valider l'approche analytique multi-harmoniques et met en exergue l'apport du calcul numérique. Dans le chapitre IV, une structure de commande est élaborée par inversion causale et une commande vectorielle est décrite et implantée expérimentalement pour un fonctionnement en mode normal ou dégradé.

Cette thèse porte sur l'étude et la réalisation d’un prototype de capteur de courants innovant pour câbles multiconducteurs. Outre le caractère non-Intrusif de ce capteur (i.e. mesure sans contact), il permet de réaliser une mesure sur un système polyphasé dont la position des conducteurs est inconnue. L’approche adoptée est basée sur la résolution d’un problème inverse. En effet, à partir d’une mesure de la signature des champs magnétiques autour du câble, des algorithmes de reconstruction appropriés permettent de remonter aux courants circulant dans le câble. En plus des résultats de simulation, un banc de tests a été conçu et une validation expérimentale de ce concept est présentée pour répondre à un cahier des charges, notamment pour une structure comportant un blindage en matériau ferromagnétique pour atténuer les perturbations extérieures / This thesis presents the study and realization of an innovative currents sensor prototype for multi-Core cables. The two main advantages of this sensor compared to existing devices on the electrical equipment market are: firstly, it is no longer necessary to interrupt the system's electrical power supply to install the sensor. This is due to contactless measure (non-Intrusive sensor). Another feature of our device is its capability to measure the currents in a multi-Core system with unknown positions of conductors. This currents sensor operates in a way to find firstly the conductor positions, and then reconstructing the currents using the retrieved positions. In order to meet specifications, simulation results, test bench measurements and experimental results are presented with a ferromagnetic shielding

Les machines électriques à aimants, appréciées pour leurs densités énergétiques volumique et massique, équipent la majorité des véhicules électrifiés. Par contre, dans la zone à puissance constante d’un système de propulsion, les commander à pertes maîtrisées, cela en démagnétisant les aimants mais de façon réversible, reste une gageure, particulièrement sous environnement thermique changeant. Les solutions simples pour se prémunir d’une démagnétisation irréversible sont coûteuses: surdimensionner ou ajouter une terre très très rare (Dysprosium).Cette thèse propose d’ajouter à l’approche de la démagnétisation réversible universellement utilisée, celle d’une boite de vitesse électromagnétique. Pour cela on conçoit une machine pentaphasée à aimants.Passer de trois à cinq phases permet alors d’augmenter les paramètres de réglage de l’alimentation électrique et, moyennant approximation, de disposer de deux machines fictives à p et 3p paires de pôles, chacune pouvant contribuer de façon équivalente à la production du couple. Pratiquement, l’utilisation optimale de ces deux machines permet de reconstituer la fonction de boite de vitesse. / Permanent Magnet electrical machines , appreciated for their high power density, equip the majority of the electrified vehicles. However, controlling these machines, in the constant power range of the propulsion system while mastering the losses, with PM reversible demagnetization remains a challenge especially under varying thermal environnement. Proposed solutions aim for protecting PM from irreversible demagnetization are costly: oversizing or using very rare earth PM (Dysprosium).In this thesis, we proposed to add on the reversible demagnetization approach universally used , that of a electromagnetic gearbox. Thus, we design a five phase PM machine.Increasing the phase number from three to five, increases the adjustment parameter of the electrical supply, and allows to have two fictitious machines with p and 3 p poles. Each fictitious machine contributes equivalently in producing torque. Practically, the optimal use of these two machines leads to reconstructing the gearbox function.

L'élaboration du tétraoxodialuminate de magnésium noté MA, de strontium noté SA, ou de baryum noté BA, a été réalisée par réaction à l'état solide entre une poudre d'alumine gamma et une poudre d'hydromagnésite, de carbonate de strontium ou de carbonate de baryum respectivement. Au cours de la synthèse de l'aluminate SA ou BA, la formation d'un composé secondaire, l'hexaoxodialuminate de tristrontium note S₃A ou de tribaryum noté B₃A a été mis en évidence sous certaines conditions expérimentales. Un mécanisme de formation de ces composés secondaires est proposé à partir des résultats obtenus sur le système modèle alumine gamma-carbonate de baryum. Des développements cinétiques ont permis de calculer des expressions de la vitesse de formation de l'aluminate BA et de discuter la formation d'un composé secondaire en fonction des paramètres expérimentaux: Pression partielle de dioxyde de carbone ou d'oxygène ou taille des particules d'alumine gamma dans le mélange initial. En réalisant la réaction entre deux compacts d'alumine gamma et de carbonate de baryum, des conditions favorables à la formation des nouveaux composés secondaires sont créées. L'étude de l'évolution du système jusqu'à quarante jours de traitement permet de mieux comprendre le mécanisme de formation des composés secondaires.

Le biogaz est une source d’énergie qui intéresse de plus en plus l’Europe et notamment la France pour ses avantages environnementaux et économiques. Produit de la fermentation de matière organique, il contient du biométhane. Ce dernier est une alternative plus durable aux énergies fossiles. Cependant, à l’état brut, les polluants dans le biogaz peuvent provoquer des dégâts sur la santé et l’environnement, notamment en raison de la présence de siloxanes et des composés soufrés. L’objectif de cette recherche consiste donc à développer des méthodes améliorant à la fois économiquement et écologiquement la désulfuration du biogaz, dans le but de les intégrer aux unités de traitement du biogaz déjà existantes et présentes sur le territoire. A partir d’un état de l’art sur les propriétés du biogaz et ses traitements de purification, deux procédés ont été particulièrement mis en avant et étudiés dans cette thèse. Le premier correspond au traitement de la désulfuration en précombustion consistant à éliminer le H2S et les siloxanes à travers un réacteur polyphasé à barbotage gaz-liquide spécifique, utilisant un nouveau solvant avec des propriétés « superacides ». Le second, quant à lui, correspond au traitement en postcombustion de la désulfuration des fumées provenant de la combustion du gaz, via un réacteur polyphasé à lit fixe gaz-solide. Pour ce faire, un prototype de l’unité de désulfuration est intégralement conçu, construit et testé dans le cadre de la thèse. Cette thèse présente notamment le développement des différents modèles numériques, ainsi que les résultats d’expériences en laboratoire, confirmant l’efficacité de ces procédés innovants. / Biogas. It is an energy source increasingly popular in Europe, remarkably in France, due to its environmental-friendly and economic-saving capabilities. It is produced by the organic matter fermentation, leading to biomethane production, as a sustainable alternative to fossil fuels. Nevertheless, as a raw gas, pollutants in biogas lead to environmental, health and process-related issues, especially because of its unique content on sulfur compounds. The objective of this research is to develop new processes, economically and environmentally feasible, for biogas desulfurization, seeking a process integration in existing biogas treatment units in France. Considering the state of the art on biogas properties and its possible purification treatments, two processes have been identified and studied in this thesis. The first process is a precombustion desulfurization treatment aiming to eliminate the H2S and the siloxanes through a gas-liquid bubbling-typed polyphasic reactor. This reactor is equipped with a new solvent with “superacid” properties. The second process is a postcombution desulfurization treatment for stack gas, through a gas-solid fixed-bed polyphasic reactor. A prototype of this unit was entirely designed, built and tested in the thesis. This thesis describes the applied research method, the developed numerical models, and the experimental results confirming the efficiency of the novel processes.

La démarche générale du mémoire consiste à utiliser des outils mathématiques permettant d'élaborer un formalisme vectoriel applicable aux systèmes électriques au sens large. Ce formalisme bénéficie à la fois des propriétés graphiques et géométriques de la théorie des vecteurs d'espace qu'il généralise et de la puissance du calcul matriciel. Aussi, est-il tout particulièrement adapté à l'étude des systèmes polyphasés.<br />Tout d'abord, on caractérise les modulateurs d'énergie indépendamment de leurs charges. Pour cela des espaces vectoriels leur sont associés ainsi que des familles de vecteurs qui les caractérisent. Il est possible alors de définir quel type de charge le modulateur est capable de contrôler. Les degrés de liberté de la commande trouvent également une formulation mathématique. Les exemples traités sont les onduleurs de tension monophasé et triphasé deux niveaux. L'approche conduit, dans le cas d'une commande aux valeurs moyennes, à un calcul original des durées de conduction des interrupteurs en utilisant la notion de barycentre. Les algorithmes obtenus, généralisables aux onduleurs à n bras, comportent un nombre réduit d'opérations logiques et arithmétiques.<br />Le formalisme est ensuite appliqué à la machine asynchrone triphasée avec q barres au rotor ; ceci nous permet d'expliciter la notion de rotor diphasé équivalent. La machine asynchrone pentaphasée est également modélisée et l'approche développée met en évidence les conditions que doit remplir l'onduleur à 5 bras pour l'alimenter correctement.<br />Dans la dernière partie, un onduleur de courant à Modulation de Largeur d'Impulsions est étudié à l'aide du formalisme. Les non-linéarités de la commande sont prises en compte vectoriellement, notamment, de façon originale, celle concernant la durée minimale de conduction des interrupteurs. On décrit enfin l'implantation matérielle de cette commande sur microcontrôleur 16 bits et présente les résultats expérimentaux dans le cas d'une charge constituée d'une machine asynchrone triphasée en parallèle avec des condensateurs.

Ces travaux de thèse traitent de l'étude d'un système alterno-démarreur polyphasé, pour une application automobile micro hybride. Ce système est composé d'une machine synchrone, à griffes, 7-phases, avec aimants interpolaires (entre les griffes), et bobinage à pas fractionnaire. Cette machine est alimentée par un onduleur de tension 7 bras. Le premier chapitre présente un état de l'art sur les véhicules automobiles hybrides, ainsi que sur la modélisation des machines électriques polyphasées en vue de leur commande. Les méthodes développées au L2EP, spécifiquement pour l'étude des machines polyphasées, sont utilisées. Elles sont basées sur la transformation de Concordia généralisée et utilisent la notion de machines fictives. Le formalisme graphique REM (Représentation Energétique Macroscopique), développé également au L2EP, apporte une aide pour la représentation du modèle, et permet de systématiser la définition des structures de commande du système. Le deuxième chapitre s'attache à examiner comment des modèles développés initialement pour les machines à bobinage non fractionnaire, à pôles lisses, et non saturées, peuvent s'étendre à la machine étudiée, à bobinage à pas fractionnaire, fonctionnant en régime saturé, et présentant des variations d'entrefer. Par ailleurs, une démarche générique, basée sur une analyse harmonique des machines polyphasées, est mise en place afin de mettre en évidence les interactions entre structure et commande. Enfin, une méthode d'identification adaptée aux machines polyphasées basse tension est développée. Avec le troisième chapitre, deux types de commande sont comparées : commande pleine onde, puis commande par Modulation de Largeur d'Impulsion (MLI) utilisant des asservissements des courants associés aux machines fictives. Des essais expérimentaux, accompagnés de simulations numériques, permettent de tester les modèles proposés, puis les deux types de commande étudiés. On montre ainsi, pour le prototype considéré, les avantages et limites de chacune de ces commandes : les performances en terme de qualité de couple (vibration/bruit) associées à la rusticité de la commande pleine onde sont à mettre en balance avec la complexité (et le coût) d'une commande en MLI permettant une meilleure maitrise de la qualité du couple. Pour conclure, le système alterno-démarreur étudié offre des fonctions hybrides simples, en limitant fortement le surcoût lié à l'hybridation. L'architecture polyphasée permet d'accroitre la puissance du système, mais nécessite certaines précautions pour la conception et la commande de la machine électrique. Ce mémoire développe des méthodes pour faciliter conjointement la mise en œuvre de ces deux étapes, pour ce type de système automobile hybride.