REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE UNIVERSITE DE BATNA DEPARTEMENT D’ELECTROTECHNIQUE

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
UNIVERSITE DE BATNA
FACULTE DES SCIENCE DE L’INGENIEUR
DEPARTEMENT D’ELECTROTECHNIQUE
MEMOIRE
Pour l’obtention du diplôme de Magister
Option : Matériaux électrotechnique
Présenté Par
MAMMERI Toufik
(Ingénieur d’Etat en Electrotechnique, Université de Batna)
Thème
Contribution à l’Etude Théorique
d’un Four à induction
Soutenu le : 30/06/2012
Devant le jury composé de :
Président: DRID Said Proffesseur Univ Batna
Rapporteur: BENSALAH Abed-Djebar M. Conf. –A - Univ Batna
Examinateur : BETKA Achour Proffesseur Univ Biskra
Examinateur : BENDIB Samir M. Conf. –A - Univ Batna

Dédicace
A ma chère mère
A l’esprit de mon chère père
A ma petite famille (ma femme, mes fille ikram et
manar)
A mes chère frères et soueurs
A tout ce qui m’aime
Je dédié ce travail
Toufik

Remerciement
Je tien a remercier DR. Bensalah A.D;
Professeur Ben Aggoune Laid;
Mes enseignants durant toutes ma vie…
Mammeri . T

SOMMAIRE
INTRODUCTION GENERALE 01
CHAPITRE I ETAT DE L’ART
Introduction ……………………………………………………………………………..
Généralités sur les Fours ……………………………………………………………….
2. Rappel mathématique ………………………………………………………………...
2.1 Champs de scalaires, champs de vecteurs ……………………………………….
2.2 Opérateurs relatifs aux champs ………………………………………………….
3. Induction magnétique ………………………………………………………………...
3.1 Origine physique ………………………………………………………………..
3.2 Compréhension du phénomène …………………………………………………
3.3 Induction de Lorentz ……………………………………………………………
3.4 Induction de Neumann ………………………………………………………….
3.5 Lois de l'induction ………………………………………………………………
3.6 Auto-induction ………………………………………………………………….
3.7 Applications de l'induction électromagnétique …………………………………
4. Les équations de Maxwell …………………………………………………………...
4.1 Équation de Maxwell-Gauss ……………………………………………………
4.2 Équation de Maxwell de conservation du flux (Équation de Maxwell-Thomson)
4.3 Équation de Maxwell-Faraday ………………………………………………….
4.4 Équation de Maxwell-Ampère ………………………………………………….
4.5 Équation de conservation de la charge ………………………………………….
5. Courants de Foucault ……………………………………………………………….
5.1 Principe …………………………………………………………………………
5.2 Applications …………………………………………………………………….
6. Chauffage par induction ……………………………………………………………
6. 1. Applications du chauffage par induction ……………………………………...
6.1.1 Four à induction ………………………………………………………..
6.1.2 Soudure d'induction …………………………………………………….
6.1.3 Cuisine d'induction ……………………………………………………..
6.1.4 Cachetage d'induction ………………………………………………….
6.1.5 Chauffage à adapter ……………………………………………………..
6.1.6 Traitement thermique ……………………………………………………
03
03
06
06
06
11
11
12
12
12
12
13
13
14
14
15
16
17
17
19
19
19
21
22
22
24
24
25
25
25

6.2 Propriétés du chauffage par induction ………………………………………….
6.3 Avantages du chauffage par induction ………………………………………….
6.4 Inconvénients du chauffage par induction ………………………………………
Conclusion ……………………………………………………………………………...
26
27
27
28
CHAPITRE II PHENOMENE ELECTROMAGNETIQUE ET EQUATIONS
MATHEMATIQUE
Introduction ……………………………………………………………………………
1. Equations générales …………………………………………………………………
2. Les ondes électromagnétiques …………………………………………..…………..
2.1. Equations de propagation en Electromagnétisme …………………………….
2.1.1. Equation de propagation de …………………………………………
2.1.2. Equation de propagation de V …………………………………………
2.1.3. Equation de propagation de …………………………………………
2.1.4. Equation de propagation de …………………………………………
2.2. L'onde électromagnétique dans le vide …………………………………………
2.3. L'onde électromagnétique dans un diélectrique ………………………………..
2.4. L'onde électromagnétique dans un conducteur …………………………………
2.5. Energie des ondes électromagnétiques ……………………………………….…
2.6. Equations de Maxwell et approximation des états quasi-stationnaires …………
3. Formulation mathématique tridimensionnelle ………………………………………..
4. Formulation Mathématique Bidimensionnelle ………………………………………
4.1 Décomposition en modes transverses …………………………………………..
4.2 Les inconnues du problème ………………………………………………….......
4.3 Les approximations standards …………………………………………………..
4.4. Les modèles électromagnétiques standards en symétrie axiale ………………..
4.5. Introduction du terme de courant source ………………………………………
5. Conditions de continuité aux interfaces ………………………………………………
6. Application sur les fours a induction ………………………………………………..
6.1. Problème mathématique ………………………………………………………
6.2. Problème magnétothermique . ………………………………………………….
6.2. 1. Modèle magnétothermique d’un four à induction de creuset ………..
29
29
31
31
31
32
32
32
32
33
34
35
36
36
37
37
38
39
42
42
44
44
44
46
46
42
45