Ce travail a pour objectif de développer des méthodes de détection, localisation et caractérisation de défauts sur une maquette de turboalternateur. Les défauts abordés ici sont le court-circuit entre les spires du rotor et les excentricités rotoriques. Les méthodes seront, par la suite, adaptées à l’étude des machines de 900 et 1300 MW du parc nucléaire d’EDF. Pour cela, la maquette d'essais a été modélisée par deux approches, analytique et numérique par éléments finis. Des méthodes pour détecter et localiser les défauts rotoriques ont ensuite été développées. Les résultats de simulations utilisant les deux approches et des essais expérimentaux ont étés analysés et comparés. Ils ont montré une bonne concordance et démontré une bonne aptitude de la méthode proposée à la détection et localisation des défauts. Différents cas de défauts, associés à plusieurs points de fonctionnement de la machine, ont été étudiés et ont montré la bonne fiabilité des méthodes de détection développées. / The aim of this work is to develop methods to detect, locate and recognise faults in a turbogenerators of reduced scale. In the framework of this study, only short-circuit defects in the rotor windings and rotor eccentricities were investigated. The developed methods would be adapted to the machines of EDF nuclear plant of 900 and 1300 MW. First the studied machine was modelled using an analytical approach and a numerical model based on the finite element method. Then, the methods to detect and locate the rotor faults were developed. The results obtained from simulations using both approaches and experimental measurements were analysed and compared. They showed a good agreement and demonstrated a good capacity of the method proposed to detect and locate the faults. Several fault cases, at different operating points of the machine, were studied and they showed the good reliability of the method.

L'objet de ce travail est la validation expérimentale de modèles numériques de turboalternateurs par éléments finis bidimensionnels et tridimensionnels. Cette validation concerne des régimes permanents et des régimes transitoires, tels que des courts-circuits triphasés à vide et des faux-couplages sur le réseau à 180° et à 120°. Un alternateur et son banc d'essai ont été construits. En parallèle, des modèles numériques 2D et 3D de la partie droite et des extrémités de l'alternateur d'essai ont été conçus. La comparaison des résultats obtenus par simulation numérique 2D et par calcul analytique, avec les résultats des essais de courts-circuits triphasés et de faux-couplages sur le réseau a confirmé la validité du calcul par éléments finis 2D pour l'étude des régimes transitoires des alternateurs. Par ailleurs, des relevés d'induction effectués aux extrémités de l'alternateur d'essai ont été analysés et comparés aux calculs par éléments finis 3D. Le modèle numérique 3D donne satisfaction pour les régimes permanents à vide. En outre, les limitations actuelles du calcul 3D sont apparues pour les simulations des régimes transitoires. Enfin, les résultats des essais de faux-couplages de l'alternateur sur le réseau sont présentés et analysés.