GREM3 – GROUPE DE RECHERCHE EN ELECTRODYNAMYQUE
PRÉSENTATION
Le thème général du Groupe de Recherches en Electrodynamique, Matériaux, Machines et Mécanismes Electroactifs, GREM3, concerne la modélisation et la maîtrise des phénomènes physiques d’interaction électromécanique, l’exploration et la mise en œuvre de procédés innovants pour la conversion électromécanique de l’énergie et les systèmes d’actionnement.
Les compétences de l’équipe sont les suivantes :
– Electrodynamique, mécatronique ;
– Modélisation multi-physique, calculs numériques et analytiques ;
– Problèmes inverses et conception par optimisation (reverse design);
– Prototypage de machines et actionneurs électromagnétiques, transformateurs et transducteurs piézoélectriques, structures « intelligentes » utilisant des aimants permanents, des matériaux magnétiques composites (aimants liés, SMC), matériaux électroactifs, nouveaux procédés de fabrication additive.
– Application aux systèmes embarqués (aéronautique & espace, automobile, médecine…)
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THÉMATIQUES DE RECHERCHE
Théme 1: Les actionneurs et machines hautes performances
Ce thème constitue le savoir-faire historique de l’équipe. Il consiste en l’élaboration de nouvelles structures de machines électriques (motrices ou génératrices) pour faire face aux besoins croissants d’électrification des systèmes, qu’ils soient nomades ou sédentaires. Cette remise en question permanente des structures des machines électriques est dynamisée par les progrès techniques et technologiques de multiples domaines, que ce soit en science des matériaux, en électronique de puissance, en modélisation (qui constitue l’un des thèmes de recherche de l’équipe) ou encore au travers des procédés de fabrication. Ces évolutions ouvrent régulièrement de nouvelles perspectives et invitent à lever de nouveaux verrous technologiques et scientifiques
Théme 2: Les interfaces fonctionnelles
Le thème des interfaces fonctionnelles se distingue de celui de l’actionnement hautes performances par sa dimension localisée à l’interface entre deux milieux. De nombreux phénomènes interviennent aux interfaces et sont susceptibles d’induire un fort impact sur un système plus global. Il s’agit donc d’introduire des moyens d’action (ou de mesure) au plus près de ces interfaces pour une action mesurable à plus grande échelle. Cette nécessité d’activation localisée impose une forte intégrabilité ce qui s’avère particulièrement favorable à l’exploitation des « smart materials » (piézoélectriques, alliages à mémoire de forme, électrostrictifs…) pour le morphing électroactif quasistatique ou dynamique. Puisque l’action mécanique opère le plus souvent à l’interface d’un milieu solide et d’un milieu fluide, ces activités sont couramment conduites en collaboration avec les laboratoires de mécanique des fluides.
Théme 3: L’électrodynamique théorique et méthodes numériques
Cette thématique forme la base fondamentale la plus transverse aux thématiques présentées ci-avant. En effet si le développement de solutions d’actionnement se retrouve être très souvent à vocation applicative, il requiert des réflexions approfondies sur les méthodes et outils nécessaires à mettre en œuvre. En outre la recherche des solutions électromécaniques performantes se doit de faire appel à des méthodes d’optimisation ou d’aide à la décision. C’est la raison pour laquelle deux sous-thèmes soutiennent cet axe ; Le premier sous-thème modélisation des circuits magnétiques porte sur le développement de méthodes numériques dédiées à la modélisation des systèmes électromécaniques. Le second sous-thème optimisation des systèmes électromécaniques, a trait aux développements des méthodes d’optimisation algorithmiques. Plusieurs approches sont développées pour répondre aux multiples besoins de conception optimale ; L’optimisation topologique, de forme, ou bien encore paramétrique, sont différentes approches pour aborder les problèmes de conception. il peut être nécessaire d’employer des méthodes d’optimisation déterministe globale ou locale pour proposer plusieurs solutions viables.
MOYENS SCIENTIFIQUES
L’équipe GREM3 dispose de nombreux moyens de prototypage et de caractérisations spécifiques à ses activités parmi lesquels :
– Un banc moteur avec frein à hystérésis instrumenté Magtrol, 25000rpm, 900w et 7000w
– Un laser de gravure et micro-découpe Laser Cheval
– Deux analyseurs d’impédance
– Une imprimante 3D laser
– Une alimentation/convertisseur six voies 600V/100A pour machines électriques pilotées par Dspace
– Un banc de mesure de couple statique
– Un tribomètre sans contact Taylor Hobson et un microscope optique Olympus avec acquisition
– Un banc de mesure de caractéristiques de matériaux magnétiques Brokhaus
– Un banc automatisé de cartographie magnétique 3D
– Un banc de traction Mecmessin
– Une bobineuse
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