La soutenance de thèse de Pawel PIETRZAK, intitulée Mise au point de méthodes d’essais et d’analyse permettant le test multi-contraintes, le suivi du vieillissement et/ou la modélisation de durée de vie du système d’isolation employé dans les moteurs électriques pour de futures automobiles hybrides, hybrides rechargeables et tout électriques, a eu lieu le vendredi 6 octobre 2023.
Elle a été dirigée par Pascal MAUSSION, David MALEC et Antoine PICOT du groupe LAPLACE-CODIASE, ainsi que par Tahar HAMITI .
Le jury :
Lucia FROSINI (Professeure assistante, University of Pavia), Rapporteure
Stéphane DUCHESNE (Professeur des universités, Université d’Artois), Rapporteur
Hubert RAZIK (Professeur des universités, Université Lyon), Examinateur
Pascal MAUSSION (Professeur des universités, Institut National Polytechnique de Toulouse), Directeur de thèse
David MALEC (Professeur des universités, Université Paul Sabatier), Co-directeur de thèse
Tahar HAMITI (Docteur, Nidec PSA Emotors), Co-directeur de thèse du monde socio-économique
Antoine PICOT, (Maître de Conférences HDR, Institut National Polytechnique de Toulouse), Co-encadrant de thèse
Résumé :
L’inquiétude croissante concernant l’impact négatif de l’homme sur l’environnement nous pousse à développer de nouvelles technologies qui permettraient de réduire cet impact. L’une des solutions proposées consiste à transformer le transport routier. Nous pourrions passer de l’utilisation de véhicules à moteur thermique – brûlant directement des combustibles fossiles – à des véhicules électriques. Un moteur électrique embarqué dans une voiture électrique est soumis à de nombreux facteurs de dégradation au cours de sa durée de vie. Parmi eux, les températures élevées et fluctuantes, les vibrations mécaniques et les facteurs environnementaux comme l’humidité. Le moteur d’un véhicule électrique moderne est piloté par un onduleur. Le moteur est soumis à une tension PWM à haute fréquence. Tous ces facteurs ont un impact sur la durée de vie du système d’isolation électrique (EIS) du moteur. Pour assurer un cycle de vie optimal et rentable du véhicule électrique, il y a un grand intérêt à développer des méthodes d’essai appropriées. Des méthodes qui fourniraient des informations pendant les phases de conception et d’exploitation pour la prédiction de la durée de vie.
La thèse explore les différents facteurs avec une attention particulière au cyclage qui est un facteur de dégradation qui n’a pas été étudié de manière exhaustive jusqu’à présent. Les méthodes existantes pour faire face au cyclage sont décrites, l’impact du cyclage a également été étudié expérimentalement. L’impact de la tension, de la fréquence et de la température a été étudié pour les paires torsadées dans des tests accélérés de décharge partielle. Le cyclage en tension et en fréquence n’a pas confirmé l’existence d’un tel impact dans les conditions de l’expérience. Il reste à déterminer si un tel impact existe. Par contre, il y a eu un impact significatif sur le cycle de température avec des amplitudes de variation de température plus importantes.
Le dernier chapitre de la thèse se concentre sur les méthodes de pronostic de durée de vie. Une tentative de trouver un indicateur de dégradation est faite. La méthodologie des plans d’expériences est appliquée aux tests d’évolution de la PDIV. Un modèle de cette évolution pour les tests de vieillissement multi-facteurs est créé. Le modèle a un certain succès dans l’extrapolation de l’évolution de la PDIV dans le temps mais aussi entre les niveaux des facteurs de vieillissement.
