Contexte général

Avec l’arrivée croissante de l’électronique de puissance dans le réseau électrique, et la multiplication des événements extrêmes due au changement climatique qui entraine une augmentation des incidents liés à la foudre, on prévoit une augmentation de la sollicitation des équipements électrotechniques en haute fréquence (HF). Il est donc capital pour EDF de comprendre et maitriser le fonctionnement des dispositifs électrotechniques sur ces plages de fréquences, afin de prévoir au mieux l’intégration de nouveaux équipements et de prolonger au maximum l’exploitation des équipements existants. Dans ce cadre, une méthodologie de modélisation HF a été mise en œuvre depuis les années 90 sur la base de simulations par éléments finis (EF) et appliquée aux transformateurs de puissance des parc nucléaire et hydraulique. On cherche à évaluer son applicabilité à d’autres types d’équipements (traversées, fours, machines tournantes…).

Contexte particulier au stage

Depuis plusieurs dizaines d’années, EDF R&D co-développe un outil de simulation des réseaux électriques qui inclue l’outil HighTran pour établir des modèles HF de transformateur par calcul d’impédance RLCG. Depuis 2006, EDF R&D et le Laboratoire d’Electrotechnique et d’Electronique de Puissance (L2EP) de l’Université Scientifique et Technologique de Lille (USTL) ont mis en place le laboratoire commun LAMEL (Laboratoire de Modélisation du Matériel Electrique) pour structurer leur collaboration autour du calcul de champs électromagnétiques par éléments finis. Afin de pérenniser les développements et de disposer d’un outil souple pour les études, EDF R&D et le L2EP développent le code_Carmel.

L’objectif de ce stage est de définir la généralisation de l’approche à la base de l’outil HighTran pour d’autres types de dispositifs. Le modèle RLCG du dispositif pourra être construit classiquement à partir de deux simulations (magnétique + électrique) ou d’une seule qui prend en compte les deux phénomènes (Darwin), et ces deux approches seront comparées. Le travail réalisé sera capitalisé par le maquettage d’un outil Python qui automatise la méthodologie et pilote les différentes simulations à effectuer, et sera employé sur un cas d’application industriel.

Le programme de travail proposé est le suivant :

·       Prise en main de la plateforme Salome (modeleur, mailleur, visualisation des résultats et manipulation des champs), du logiciel code_Carmel et de l’outil HighTran ;

·       Bibliographie sur la modélisation HF par calcul d’impédance RLCG ;

·       Comparaison des deux approches de construction du modèle RLCG sur un cas académique simple ;

·       Analyse des résultats ;

·       Construction de la maquette Python ;

·       Application à un cas industriel et analyse des résultats ;

·       Rédaction du mémoire.

-       3ème année d’Ecole d’ingénieurs, Master 2

-       Formation : Génie Electrique ou Numérique

-       Compétence : Electrotechnique, calculs par éléments finis, langages Python et Fortran 90

Environnement informatique :

-       Environnement Linux/Windows, code_Carmel, Salome 9.12.0