- University of Biskra Theses Repository

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L‟ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE MOHAMED KHIDER BISKRA
FACULTE DES SCIENCES ET DE LA THECHNOLOGIE
DEPARTEMENT DE GENIE ELECTRIQUE
FILIERE ELECTROTECHNIQUE
Thèse de DOCTORAT en Sciences
Spécialité : Electrotechnique
Présentée par
Mohamed Lotfi KHENE
ETUDE DE L’AIMANTATION DANS
LES SUPRACONDUCTEURS
Soutenue publiquement le 12/03/2015 devant le jury :
Président Salah Eddine ZOUZOU Professeur, Université de Biskra
Rapporteur Souri Mohamed MIMOUNE Professeur, Université de Biskra
Examinateurs Arezki MENACER Professeur, Université de Biskra
Rachid ABDESSAMED Professeur, Université de Batna
Tarik HACIB Maître de conférences A, Université de Jijel
NabiL IKHLEF Maître de conférences A, Université de Jijel
Année Universitaire : 2014/2015

LISTE DES TRAVAUX CONCERNANT LA THESE
Publications internationals
M. L. Khene, L. Alloui, S. M. Mimoune, F. Bouillault and M. Feliachi “3D analysis of
applied field effect on trapped magnetic field during pulsed field
magnetization of bulk superconductor”, EPJ. App. Phys., Vol. 66, 10601
(9pp), Avril. 2014.
Conférences internationales
M. L. Khene, L. Alloui, S. M. Mimoune, M. Feliachi and F. Bouillault, “Analysis of
Trapped Magnetic Field During Magnetization Process by SPA Method of
Bulk Superconductor ”, The Sixteenth Biennial IEEE Conference on
Electromagnetic Field Computation, Annecy-FRANCE, CEFC2014., May
25-28., 2014.
M. L. Khene, L. Alloui, S. M. Mimoune, M. Feliachi and F. Bouillault, “Numerical
Analysis of External Field Effect on the Trapped Field Distribution by PFM
Process of Bulk Superconductor ”, The Sixteenth Biennial IEEE Conference
on Electromagnetic Field Computation, Annecy-FRANCE, CEFC2014., May
25-28., 2014.
M. L. Khene, L. Alloui, S. M. Mimoune, M. Feliachi and F. Bouillault, “3D Numerical
Evaluation of Trapped Magnetic Field and Temperature of a Rectangular
GdBaCuO Bulk Magnetized by MMPSC Method ”, The Sixteenth Biennial
IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation, Annecy-FRANCE,
CEFC2014., May 25-28., 2014.
Conférence nationale
M. L. Khene, R. Boumaref et S. M. Mimoune, “Adaptation de la Méthode des Volumes
Finis pour la Modélisation des Phénomènes Electromagnétiques dans les
Dispositif Electriques à Géométries Complexes ”, 1ére Colloque sur
l‟Inductique, Université de Laghouat. CNI‟09, Avril 14- 16, 2009.
M. L. Khene, L. Alloui, S. M. Mimoune, M. Feliachi and F. Bouillault, “3D Analysis of
External Field Effect on Trapped Field During Pulsed Field Magnetization of
Rectangular Bulk Superconductor”, 3ème Colloque sur l‟Inductique,
Université de Tizi-Ouzou,. CNI‟13, Avril 23 – 25, 2013.

REMERCIEMENTS
Les travaux présentés dans cette thèse ont été effectués au sein des laboratoires de
Modélisation des Systèmes Energétiques (LMSE) et de Génie Electrique (LGEB), de
l‟Université de Biskra.
Tout d‟abord je tiens à remercier Monsieur Mebarek Bahri, Professeur à l‟université de Biskra
et directeur du laboratoire (LMSE) pour la confiance qu‟il m‟a fait on m‟accueillant comme
doctorant et membre permanent au sein du laboratoire (LMSE).
Je remercier chaleureusement Monsieur Souri Mohamed MIMOUNE, Professeur à
l‟université de Biskra d‟avoir dirigé ma thèse et de m‟avoir guidé tout au long de mes
recherches, depuis mon diplôme d‟ingénieur, passant par le magister et finalement ma thèse
de doctorat. Je le remercie plus particulièrement car il ma donné le goût de la recherche.
Je remercier chaleureusement Monsieur Alloui Lotfi, Maître de Conférences ‟A‟ à l‟université
de Biskra pour m‟avoir codirigé mes rechercher. À qui je dois témoigner ma reconnaissance
pour leurs précieux conseils, leurs encouragements ainsi que son soutient moral tout au long
de mes recherches dans ma thèse.
Je voudrais exprimer ma profonde gratitude à Monsieur Mouloud Féliachi, Professeur à
l‟université de Nantes pour ses précieux conseils, ses encouragements ainsi que son soutient
moral et surtout de m‟avoir accueillie au laboratoire (IREENA) dans le but de finalisé ma
thèse.
Je tiens à remercier Monsieur Salah Eddine ZOUZOU, Professeur à l‟Université de Biskra, et
directeur du laboratoire (LGEB), pour la confiance qu‟il m‟a accordée en m‟accueillant au
sein du laboratoire LGEB ainsi ses aides ci précieuses. Aussi, je tiens à vous remerciez pour
m‟a fait l‟honneur de présider le jury de ma thèse.
J‟exprime ma plus sincère reconnaissance à Monsieur Rachid ABDESSEMED, Professeur à
l‟Université de Batna, à Monsieur Arizki MENACER, Professeur à l‟Université de Biskra, à
Monsieur Tarik HACIB, Maître de conférences „A‟ à l‟université de Jijel et à Monsieur Nabil
IKHLEF, Maître de conférences „A‟ à l‟université de Jijel, qui m'ont fait l'honneur d'accepter
d'examiner et d'évaluer mon travail.
Mes remerciements vont aussi à tous mes collègues de travail au sein du département de
Génie Electrique de l‟université de Biskra et tous les membres des laboratoires LMSE et
LGEB.

DEDICACES
A mes chers parents, ma femme, ma sœur et mes frères
A ma petite belle fille Amani
A toute ma famille
A mes amis

TABLE DES MATIERES
Liste des Figures
01
Liste des Tableaux
03
Introduction Générale
04
Chapitre I. Propriétés Fondamentales des Supraconducteurs
I.1. Introduction
07
I.2. Historique des supraconducteurs
07
I.3. Propriétés générales des supraconducteurs
09
I.3.1. Résistivité nulle
09
I.3.2. Effet Meissner
09
I.3.3. Grandeurs critiques
11
I.4. Types de supraconducteurs
12
I.4.1. Supraconducteurs type I
12
I.4.2. Supraconducteurs type II
13
I.5. Supraconducteurs à haute température critique (SHTc)
16
I.6. Propriétés spécifiques d‟un supraconducteur
16
I.3.1. Ecrantage de flux
17
I.3.2. Piégeage de flux
17
I.7. Applications des supraconducteurs en électrotechnique
17
I.7.1. Limiteurs de courant
18
I.7.2. Lignes de transport
18
I.7.4. les transformateurs
19
I.7.3. les systèmes de stockage de l‟énergie SMES
19
I.7.5. les machines supraconductrices
20
I.7.7. lévitation et paliers magnétiques
21
I.7.6. les aimants permanents supraconducteurs
22
Chapitre II. Modélisation des Matériaux Supraconducteurs de Type II
II.1. Introduction
24
II.2. Objectifs de la modélisation
24
II.3. Modélisation électromagnétique
25
II.3.1. Equations de Maxwell
25
II.3.2. Modèles de supraconducteurs
27
II.3.2.1. Modèle de Bean
27
II.3.2.2. Modèle de Flux Flow et Flux Creep
28
II.3.2.3. Modèle de la loi de puissance
29
II.3.2.4. Dépendance en champ magnétique de Jc et n
31
II.3.2.5. Dépendance en température de Jc et n
31
II.3.3. Problème électromagnétique et formulation en potentiels A-V
33