Cette thèse est dédiée à la conception optimale de la machine synchrone à rotor bobiné modulaire sans balais pour les systèmes embarqués. Cette machine est basée sur une structure POKIPOKITM développée par Mitsubishi Electric Coopération avec les convertisseurs de puissance intégrée pour augmenter la capacité de tolérance aux défauts. L'analyse électromagnétique est utilisée pour étudier les différentes machines synchrones à rotor bobiné et donc, pour sélectionner la structure qui offre la meilleure tolérance aux défauts et les performances les plus élevées. D’abord, le choix des nombres de phases, d’encoches et de pôles est un point critique. Ensuite, quelques machines sont analysées et comparées selon les critères tels que la densité de couple, le rendement, l'ondulation de couple. La machine avec 7 phases, 7 encoches et 6 pôles est alors choisie. Cette machine est ensuite comparée à la machine synchrone à aimant permanent monté en surface. Le résultat démontre que la machine synchrone à rotor bobiné modulaire sans balais possède le potentiel de remplacer la machine synchrone à aimant permanent dans notre application parce qu’elle présente des performances similaires avec une capacité de tolérance aux défauts élevée. Dans un second temps, une fois la structure 7phases/7encoches/6pôles choisie, cette machine est optimisée en utilisant NOMAD (qui est un logiciel d'optimisation de boîte noire) afin de minimiser le volume externe sous les contraintes électromagnétiques, thermiques et mécaniques. Comme ce problème d'optimisation est extrêmement difficile à résoudre, quelques relaxations ont été effectuées pour tester les différents algorithmes d'optimisation : fmincon (de Matlab) et NOMAD. Nous remarquons que NOMAD est plus efficace que fmincon pour trouver des solutions à ce problème de conception où certaines contraintes sont calculées par des simulations numériques (ANSYS Maxwell ; code éléments finis). En utilisant la méthode NOMAD basée sur l’algorithme Mesh Adaptive Direct Search, nous obtenons des résultats optimaux qui satisfont toutes les contraintes proposées. Il est nécessaire de valider ce design optimisé en vérifiant toutes les contraintes par des simulations électromagnétiques et thermiques en 3D. Les résultats montrent que le couple moyen obtenu par la simulation en 3D est inférieur à la valeur souhaitée. Par conséquent, en augmentant la longueur de la machine, une nouvelle machine corrigée est ainsi obtenue. Nous observons que les pertes de fer obtenues en 3D sont plus élevées qu'en 2D en raison du flux de fuite dans la tête de bobinage. En prenant les valeurs des pertes analysées par la simulation en 3D, la température de surface de la nouvelle machine analysée par la méthode Computational Fluid Dynamics est plus élevée que celle calculée dans l’optimisation. Enfin, un prototype de machine est construit et quelques tests expérimentaux est réalisés. Le résultat montre que la force électromotrice à vide a une forme d'onde similaire par rapport à la prédiction numérique en 3D et la différence de couple statique maximum entre les tests expérimentaux et les simulations par éléments finis en 3D est faible. / This thesis is dedicated to the design and the optimization of modular brushless wound rotor synchronous machine for embedded systems. This machine is constructed based on POKIPOKITM structure with integrated drive electronics. Finite element analysis based optimization becomes more popular in the field of electrical machine design because analytical equations are not easily formalized for the machines which have complicate structures. Using electromagnetic analysis to comparatively study different modular brushless wound rotor synchronous machines and therefore, to select the structure which offers the best fault tolerant capability and the highest output performances. Firstly, the fundamental winding factor calculated by using the method based on voltage phasors is considered as a significant criterion in order to select the numbers of phases, stator slots and poles. After that, 2D finite element numerical simulations are carried out for a set of 15 machines to analyze their performances. The simulation results are then compared to find an appropriate machine according to torque density, torque ripple and machine efficiency. The 7phase/7-slot/6-pole machine is chosen and compared with a reference design surfacemounted permanent magnet synchronous machine in order to evaluate the interesting performance features of the wound rotor synchronous machine. In the second design stage, this machine is optimized by using derivative-free optimization. The objective is to minimize external volume under electromagnetic, thermal and mechanical constraints. Given that an accurate finite element analysis for machine performance takes a long time. Moreover, considering that the average torque can be obtained by simulating the model with only four rotor positions instead of one electric period, optimization strategy is proposed to reduce computational time and therefore, obtain a fast convergence ability by defining relaxed problems which enable minimizing the external volume of the machine under only several constraints such as average torque, torque ripple and copper losses. By testing relaxed problems, two different optimization methods (NOMAD and fmincon) are compared in order to select an appropriate method for our optimization problem. Using NOMAD method based on Mesh Adaptive Direct Search, we achieve optimal results which satisfy all of the constraints proposed. In the third design stage, all constraints are validated by 3D electromagnetic and thermal simulations using finite element and computational fluid dynamics methods. The 3D results show that the average torque obtained is lower than the desired value. By increasing the length of the machine, a new corrected machine is thus obtained. It can be observed that the iron losses obtained in 3D are higher than that in 2D due to the leakage flux in the end-winding. Then, the machine temperature is analyzed by using ANSYS Fluent. Note that the surface temperature is higher than that calculated in the optimization and the coil temperature is 8.48°C higher than the desired value (105°C). However, some dissipation by the shaft and the bearings of the machine are expected to reduce the machine temperature. Finally, a machine prototype is built and some experimental tests are carried out. The results show that the electromotive force has a similar waveform compared to 3D prediction and the difference of the measured and predicted maximum static torques is small.

Les Mebengôkré-Xikrin de la Terre Indigène Trincheira Bacajá (Pará, Brésil) traversent depuis peu des transformations politiques, économiques et écologiques sans précédents. Celles-ci sont liées, entre autres, à la mise en place de l’usine hydroélectrique de Belo Monte et aux projets de compensation qui l’accompagnent. Parmi les impacts une réduction du régime hydrique de leur rivière Bacajá, ayant pour conséquence une érosion de la biodiversité et une atteinte à leurs mobilité et autonomie dans leur rapport aux Autres. Dans ce contexte, ma thèse se donne pour objectif d’analyser la manière dont les Xikrin conçoivent et pratiquent actuellement leur territorialité en même temps qu’ils s’affirment et se reproduisent Mebengôkré, et ce, dans une profondeur historique permise par la littérature et les discours des Anciens. À la croisée entre l’anthropologie sociale et l’anthropologie de l’environnement, cette recherche s’inscrit dans la continuité des travaux récents sur la socio-spatialité qui ont entamé une révision de l’idée de fermeture imputée aux sociétés Jê et aux Mebengôkré en particulier. L’hypothèse est que les conceptions et pratiques de l’espace vécu par les Xikrin sont guidées par le rapport à l’Autre : les Kuben (les Blancs), les Mẽkarõ (les morts) et les animaux et végétaux peuplant les espaces extra et intravillageois. La thèse est structurée en suivant une analyse à trois échelles, de la plus large à la plus étroite : de la région comprise entre le Brésil Central et la Volta Grande do Xingu jusqu’au village, en passant par les lieux explorés de la Terre Indigène Trincheira Bacajá. L’analyse proposée permet de comprendre comment les Xikrin se sont constitués comme un collectif à part des autres Mebengôkré, en s’appropriant l’espace que constitue aujourd’hui la Terre Indigène Trincheira Bacajá, dans leur migration et dispersion à travers les scissions successives depuis leur sédentarisation. Cette thèse met finalement en évidence que les Xikrin, originaires d’un écosystème de savane, ont non seulement développé un rapport singulier avec la ville mais également avec les mondes de la forêt et de la rivière d’une région tropicale. Ainsi, les conclusions remettent en question la représentation dualiste concentrique de la socio-spatialité Xikrin, en permettant d’envisager les espaces extravillageois et leurs habitants non comme simplement asociaux et potentiellement socialisables mais au contraire comme ayant également un rôle dans la (re)production des personnes Mebengôkré et de la socialité Xikrin, notamment par l’apprentissage et l’appropriation d’éléments de ces espaces. / The Mebengôkré-Xikrin of the Trincheira Bacajá Indigenous Land (Pará, Brazil) have recently undergone unprecedented political, economic and ecological transformations. These are caused, among other things, by the establishment of the Belo Monte hydroelectric dam and by the compensation projects that accompany it. Among the impacts, the reduction of the hydric regime of their Bacajá river, resulting in an erosion of thebiodiversity and an infringement of their mobility and autonomy in their relationship to the Others. In this context, this thesis aims to analyse how the Xikrin conceive and practice their territoriality as they assert themselves and reproduce as Mebengôkré, and this, in a historical depth allowed by the literature and the speeches of the Ancients. At the crossroads between social anthropology and anthropology of the environment, this research is a continuation of recent work on socio-spatiality that has begun a revision of the idea of closure attributed to the Jê societies and to the Mebengôkré in particular. The hypothesis is that the conceptions and practices of the space lived by the Xikrin are guided by the relation to the Other: the Kuben (the Whites), the Mẽkarõ (the dead) and the animals and plants populating the extra and intra villagers.The thesis is structured according to a three-scale analysis, from the widest to the narrowest: from the region between Central Brazil and the Volta Grande do Xingu to the village, passing through the explored places of the Trincheira Bacajá Indigenous Land. The proposed analysis permits to understand how the Xikrin emerged as a collective apart from the other Mebengôkré, by appropriating the space that today constitutes their territory, in their migration and dispersion through the successive splits since their settlement. This thesis finally shows that the Xikrin, originated from a savanna ecosystem, have not only developed a singular relationship with the city but also with the forest and the rivers of a tropical region. Thus, the conclusions put into question the concentric dual representation of the Xikrin socio-spatiality, allowing to consider the extra villagers spaces and their inhabitants not as simply asocial and potentially socializable but, on the contrary, as being socializing, that is to say also having a role in the (re)production of Mebengôkré people and Xikrin sociality, in particular by learning and appropriating elements of these spaces. / Os Mebengôkré-Xikrin da Terra Indígena Trincheira Bacajá (Pará, Brasil) atravessam recentemente mudanças políticas, económicas e ecológicas sem precedentes, devido, entre outras razões, ao estabelecimento da usina hidrelétrica de Belo Monte e aos projetos de "compensação" que a acompanham. Entre os impactos, estão a redução do regime hídrico do rio Bacajá, que resultou em uma perda de biodiversidade e que mina a sua mobilidade e autonomia em sua relação com o Outro. Neste contexto, esta tese tem o objetivo de analisar como os Xikrin concebem e praticam atualmente sua territorialidade ao mesmo tempo que se afirmam e se reproduzem enquanto Mebengôkré, e isso a partir de uma profundidade histórica permitida pela literatura e pelos discursos dos Antigos. No cruzamento entre a antropologia social e antropologia do ambiente, esta pesquisa se coloca em continuidade aos recentes trabalhos sobre a sócio-espacialidade que iniciaram uma revisão da ideia de fechamento imputada às sociedades Jê e aos Mebengôkré em particular. O pressuposto é que as concepções e práticas singulares do espaço vivido pelos Xikrin são guiados principalmente pela relação com o Outro: os Kuben (os brancos), os Mẽkarõ (os mortos) e os animais e plantas que habitam os espaços extra e intra aldeões.A tese está estruturada seguindo uma análise em três escalas, da mais ampla à mais restrita : da região entre o Brasil Central e a Volta Grande do Xingu até a aldeia, passando pelos espaços extra aldeões explorados na Terra Indígena Trincheira Bacajá. A análise proposta permite entender como os Xikrin se constituíram em um coletivo distinto, apropriando-se finalmente do espaço que constitui hoje a Terra Indígena Trincheira Bacajá, na sua migração e dispersão através das cisões sucessivas desde a sua sedentarizarão. Esta tese destaca que os Xikrin, originários de um ecossistema de savana, não só desenvolveram uma relação singular com a cidade, mas também com os mundos da floresta e dos rios de uma região tropical. Assim, as conclusões colocam em questão a representação dualista concêntrica da sócio-espacialidade dos Xikrin e permitem considerar os espaços extra aldeões e seus habitantes não simplesmente como associais e potencialmente socializáveis, mas também como elementos socializantes, com um papel a desempenhar na (re)produção das pessoas Mebengôkré e na socialidade Xikrin, em particular pela aprendizagem e pela apropriação de componentes desses espaços.