THÈSE Diplôme de Doctorat en Sciences Présentée et Soutenue par :

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université des Sciences et de la Technologie d’Oran Mohamed Boudiaf
Faculté Génie Electrique Département d’Electrotechnique
THÈSE
En vue de l’obtention du
Diplôme de Doctorat en Sciences
Spécialité
: Electrotechnique
Option
: Commandes électriques
Le jury est composé de :
Pr BOURAHLA Mohamed
Président
USTO-MB-
Pr ZEBIRATE Soraya
Examinatrice
Université Oran 2 AB
Pr MILOUD Yahia
Examinateur
Université SAIDA
Pr MEZOUAR Abdelkader
Examinateur
Université SAIDA
Dr BACHIR Ghalem
Examinateur
USTO-MB-
Dr BENOUZZA Nour-Eddine
Encadreur
USTO-MB-
Année Universitaire 2016 / 2017
Présentée et Soutenue par :
Mme CHOUITEK Mama
Intitulé
Commande d’un Moteur à Reluctance Variable par
l’Emploi de l’Intelligence Artificielle

« L’important n’est pas de trouver mais de chercher »
Ronald Pasquier- Instituteur

Remerciements
Je souhaite tout particulièrement remercier mon directeur de thèse
Monsieur Nour-Eddine Benouzza pour sa confiance et son esprit de
synergie ainsi que son soutien indispensable à l’aboutissement de ce travail
Ensuite, je tiens aussi à remercier les membres de mon jury :
– Monsieur Bourahla pour m’avoir fait l’honneur de présider ce jury ;
– Madame Zebirate et Monsieur Ghanem , Monsieur Miloud et Monsieur
Mezouar d’avoir accepter d’examiner ce travail et pour la pertinence de
leurs remarques qui ont permis l’amélioration de cette thèse ;
Je tiens à remercier ma mère, mes enfants, touts mes amis pour leurs
soutiens à travers des petits riens, allant d’un bon repas, à des paroles
douces et encourageantes,
Chouitek.Mama

Table de matière
Table des matières
Table des matières
i
Liste des figures
ii
Liste des tableaux
iii
Nomenclature
iiii
Introduction générale
1
CHAPITRE I : Etude Générale sur les Machines à Reluctance Variable
7 8
Introduction
9
I-1 Différentes types de MRV
9
I-1-1 MRV Pures.
9
I-1-2 MRV Vernier
12
I-1-3 MRV Hybrides
13
I-2 Etude de la MRV élémentaire
13
I-2-1 Principe de fonctionnement
13
I-2-2 Production du couple et mouvement dans la machine à reluctance variable
15
I-2-3 Relation entre l'inductance et la position du rotor
17
I-2-4 Circuit équivalent et équations électromagnétiques
19
I-2-5 Fonctionnement en moteur et fonctionnement en génératrice
22
I-2-6 Modes d’alimentation
25
I-2-6-1 Machine élémentaire
25
I-2-6-2 Machine polyphasée
30
I-3 Les applications des MRV
32
I-4 Avantages et inconvénients d’une MRV
33
I-5 Choix d’une structure d’étude
34
Conclusion.
36
CHAPITRE II : Modélisation de la machine a reluctance variable.
37
Introduction
40
II.1 Etude théorique et pré-dimensionnement prototype MRV
40
II.1.1 Le moteur de conception
40
II.2 Conception d’un moteur à réluctance variable 6/4
42
II.2.1 Dimensionnement global
42
II.2.1.1 Dimensionnement de l’enveloppe
43
II.2.1.2 Le choix du nombre des pôles
45
II.2.1.3 Choix de l’arc polaire statorique et rotorique βs et βr
47
II.2.1.4 Epaisseur d’entrefer.
49
II.2.1.5 Choix des matériaux
49
II.2.2 Résultat du pré-dimensionnement
50
II.3 L’alimentation de la machine
51
II.3.1 Topologies d'onduleurs
53
II.3.1.1. Onduleur en demi-pont asymétrique
53
II.3.2 Stratégies de commande (Tension, Courant, PWM, single pulse)
57
II.3.2.1 Commande en courant
58
II.3.2.1.1 Contrôle des courants par MLI
58
II.3.2.1.2 Contrôle des courants par régulateurs à hystérésis
60
II.3.2.2 Commande en tension
60
II.4 ... Méthodes utilisées dans la modélisation
61
II.4.1 Classification des méthodes de modélisation
62
II.4.1.1 Conception de l’outil de Modélisation numérique par éléments finis
63
II.4.1.1.1 Introduction
63

Table de matière
II.4.1.1.2 Calcul électromagnétique
63
II.4.1.1.3 Modèle bidimensionnel
63
II.4.1.1.4 Équations du model bidimensionnel par les éléments finis
64
II.4.1.1.5 Prise en compte des effets électriques extérieurs
65
II.4.1.1.6 Méthode des éléments finis
65
II.5 Fonctionnalités du logiciel (FEMM)
66
II.6 Fonctionnalités du logiciel (FLUX 2d)
67
II.7 Modélisation par élément finis.
68
II.7.1 Régime statique par la mise en œuvre du logiciel FEMM
68
II.7.1.1 Définition et maillage de la structure d’une MRV 6/4
68
II.7.1.2 Le maillage et les lignes de champ pour les deux positions extrêmes et
intermédiaire du rotor de la MRV.
69
II.7.1.3 Répartitions du champ vecteur et densité d'induction pour les deux positions
extrême
72
II.7.1.4 Caractéristique de magnétisation
74
II.7.1.4.1 Caractéristique du flux
74
II.7.1.4.2 Caractéristique du couple
75
II.7.1.4.3 Caractéristique magnétique de l’inductance L(θ,Ni)
75
II.7.2 Régime dynamique par la mise en œuvre du logiciel flux 2d
76
II.7.2.1 Le maillage de la machine MRV 6/4
76
II.7.2.2 Le circuit d’alimentation
78
II.7.2.3 Exploitation des résultats
79
II.7.2.3.1 Résultats graphiques
79
II.7.2.3.2 Analyse des caractéristiques
81
Conclusion
86
CHAPITRE III : Modélisation Du Moteur A Reluctance Variable Par Les Réseaux De
Perméances
88
Iintroduction
90
III.1
Calcul des permeances
92
III.1.1
Principe de la méthode
92
III.1.2
Synoptique générale de la méthode de réseaux de permeances
93
III.1.3
Le circuit magnétique équivalent
95
III.1.4
Dimensionnement du bobinage
96
III.1.4.1
Choix du nombre de spires (Nt)
98
III.2
Détermination des inductances extrêmes
99
III.2.1
Calcul de l’inductance maximale
100
III.2.2
Calcul de l’inductance minimale
102
III.3
Résultat Du calcul analytique
106
III.4
Calcul du couple électromagnétique
106
III.5
Exploitation et comparaison des résultats
108
III.6
Application de la méthode MRP sur le Prototype
109
III.7
Application de la méthode MRP sur le moteur modifié
113
Conclusion
114
CHAPITRE IV : Commande de la MRV par les Techniques d’Intelligence Artificielle
116
Introduction
119
IV.1
Modélisation de la machine à réluctance variable
119
IV.2
Modélisation du convertisseur
120
IV.2.1 Configuration du convertisseur utilisé
120
IV.2.2 Conception du convertisseur utilisé
122
IV.3
Commande de la MRV avec un PID classique
123