Ce travail de thèse est consacré au développement de modèles et outils numériques permettant la simulation dans la gamme des fréquences 50 Hz¡100 kHz des phénomènes induits par des champs magnétiques dans le corps humain. Pour cela, il existe deux problématiques principales : - Déterminer la répartition du champ rayonné (ou champ de fuite) par un appareil électrique . - Calculer les courants induits qui en résultent dans le corps humain. Après avoir étudié l'influence de divers paramètres sur la répartition des champs de fuite générés par les systèmes électrotechniques, nous avons recensé les méthodes numériques aptes à calculer ce champ pour des systèmes connus. Cette étude montre que ces méthodes en l'état ne sont pas adaptées au calcul des champs dans l'air, car trop coûteuses. Nous présentons donc un modèle 3D ne prenant en compte que les aspects essentiels de la géométrie du système, beaucoup moins coûteux et suffisamment précis. Dans ce modèle, le champ de fuites est calculé à partir d'une représentation en termes de charges magnétiques fictives. Ce modèle a été validé sur des structures géométriques simples, de type bobine + circuit magnétique + entrefer. L'exposition aux champs en milieu industriel ou domestique est également due à des sources dont la structure est inconnue. Nous avons donc développé un système expérimental, permettant de caractériser le champ de fuites à partir d'un nombre minimum de mesures localisées. Pour cela, nous avons développé divers modèles de la source rayonnante s'appuyant sur les notions de dipôle et multipôles. Nous nous sommes consacrés au divers problèmes d'estimation (influence du choix des mesures, prise en compte du bruit). Le problème étant mal conditionné, des techniques de régularisation ont été mises en oeuvre. La faisabilité a été démontrée sur des structures rayonnantes simples. Enfin, nous présentons une formulation 3D adaptée pour calculer les courants induits dans le corps humain, à partir de la connaissance des champs de fuites. Cette formulation a été implémentée dans un code aux éléments finis, dans lequel le domaine de résolution est limité au seul corps humain : ce code permet de modéliser des structures anatomiques réalistes où les valeurs des conductivités des divers organes sont prises en compte. Différentes situations d'exposition du corps aux rayonnements issus de sources simples filaires, et à des sources réelles ont pu être ainsi simulées, et les applications notamment dans des contextes normatif et industriel sont particulièrement importantes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00140131 |
| Date | 11 December 2003 |
| Creators | Scorretti, Riccardo |
| Publisher | Ecole Centrale de Lyon |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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