Jury :

• Abdelkrim TALBI, Centrale Lille Institut , Directeur de thèse.
• Abdelkader BENABOU, Ecole Polytechnique Universitaire de Lille , Co-directeur de thèse
• Abdelmounaim TOUNZI, Université de Lille, Co-directeur de thèse
• Aurélie GENSBITTEL, Sorbonne Université , Examinatrice
• Olivier BOU MATAR, Centrale Lille Institut , Examinateur
• Vincent LANFRANCHI, Université de Technologie de Compiègne, Rapporteur
• Aktham ASFOUR, Université de Rennes, Rapporteur
• Anne-Claire  SALAUN, Directeur de Recherche, CNRS, Examinatrice
• Aymen AMMAR, Jeumont Electric , CNRS, Invité

Résumé :

Les machines électriques de forte puissance sont soumises à des contraintes mécaniques, thermiques et magnétiques sévères en fonctionnement. Pour assurer leur fiabilité et la continuité de leur opération, il est crucial de disposer d’informations en temps réel sur ces contraintes, souvent à l’échelle locale. Les technologies de capteurs sans fil et sans batterie, combinées à des techniques efficaces d’analyse des données et de traitement des signaux, sont indispensables pour répondre à ce besoin. Les ondes acoustiques de surface permettent de concevoir des capteurs sans fil et totalement passifs, capables de mesurer de nombreuses grandeurs physiques telles que la température, les contraintes mécaniques et le champ magnétique, grâce à une ingénierie avancée du design. Le travail réalisé dans cette thèse a permis de développer des capteurs SAW multi-physique pour la mesure des déformations, de la température et du champ magnétique. Ces capteurs ont d’abord été calibrés sur des bancs d’essais en laboratoire, puis utilisés pour caractériser les propriétés mécaniques, telles que la magnétostriction, et les propriétés magnétiques, telles que les pertes magnétiques, des tôles ferromagnétiques employées dans la conception des machines électriques de forte puissance.Le projet de thèse implique l’entreprise JEUMONT Electric (société de haute technologie spécialisée dans les solutions de conversion d’énergie), le groupe AIMAN-FILMS de l’IEMN et l’équipe Outils et Méthodes Numériques du L2EP. Chaque partenaire apporte des compétences spécifiques pour aborder l’instrumentation multi-physique des machines électriques de fortes puissances.

Abstract :

High-power electric machines are subjected to severe mechanical, thermal, and magnetic stresses during operation. To ensure their reliability and continuous operation, it is crucial to have real-time information on these stresses, often at a local level. Wireless and battery-free sensor technologies, combined with efficient data analysis and signal processing techniques, are essential to meet this need. Surface acoustic waves allow the design of wireless and completely passive sensors capable of measuring various physical quantities such as temperature, mechanical stress, and magnetic field through advanced design engineering. The work conducted in this thesis led to the development of multiphysical SAW sensors for measuring strain, temperature, and magnetic field. These sensors were first calibrated in laboratory test benches and then used to characterize the mechanical properties, such as magnetostriction, and magnetic properties, such as magnetic losses, of ferromagnetic sheets used in the design of high-power electric machines. The thesis project involves JEUMONT Electric (a high-tech company specializing in energy conversion solutions), the AIMAN-FILMS group of IEMN, and the Numerical Tools and Methods team of L2EP. Each partner brings specific expertise to address the multiphysical instrumentation of high-power electric machines.