Ce manuel présente une introduction à la conception assistée par
l'ordinateur (cao) dans l’industrie d’une façon générale et de la
cao des systèmes électriques décrits par les équations du champ
électromagnétiques d’une façon plus détaillée.
cette introduction met en relief la multidisciplinarité des phénomènes
régissant le fonctionnement des systèmes physiques ainsi que le fort
couplage entre ces phénomènes. cependant, la grande évolution des
moyens de calculs et de simulation ainsi que les méthodes numériques
appropriées ont permis à la cao de bien répondre à des cahiers des
charges de prototypage numérique et d'optimisation de plus en plus
complexes et exigeants.
cette présentation de la cao en génie électrique a été suivie au
chapitre 2 par la modélisation du champ électromagnétique dans les
systèmes électriques dont le fonctionnement est régi par les équations
de maxwell. plusieurs formulations sont proposées sous forme de
modèles électrostatiques, magnétostatiques, électrocinétiques et
magnétodynamiques. des applications directes ont été élaborées pour
des systèmes électriques variés. (actionneurs électriques,
micromoteurs, réseaux et transformateurs....).
une série d'exercices, partiellement résolus au début du chapitre 2,
sont proposés en fin de ce chapitre ayant pour objectif l’utilisation et
la maitrise d’un logiciel de cao pour le calcul du champ
électromagnétique par la méthode des éléments finis.
le troisième chapitre de cet ouvrage présente la méthode des
eléments finis (mef), largement utilisée par les logiciels de cao
dans les domaines du génie mécanique, civil et électrique pour la
résolution des équations aux dérivées partielles et en particulier des
équations de maxwell dans le domaine de l'électrotechnique. ce
dernier chapitre, dédié à la présentation de la méthode des éléments
finis ne prétend pas traiter de manière exhaustive cette méthode, sachant que d’excellents ouvrages dédiés sont disponibles avec
d’autres cours universitaires spécialisés dans ce domaine. nous
envisageons essentiellement dans ce chapitre une présentation
simplifiée de la mef d’un point de vue concept, organisation et
méthodologie utilisés par les logiciels de cao.
la géométrie des éléments; les éléments de référence, la formulation
intégrale et l'organisation des calculs de résolution des équations aux
dérivées partielles dans le domaine spatio-temporel sont
succinctement exposés. des exemples sont proposés pour illustrer
d'une façon simplifiée les notions les plus importantes de mef.
le long de l'ouvrage, les problématiques posées dans le domaines de
la cao ont été mises en exergue avec les évolutions proposées par les
logiciels appropriés les plus récents qui présentent de plus en plus des
solveurs multiphysiques.
les annexes fournissent un complément d'information sur le calcul
vectoriel, la formulation intégrale des équations de maxwell et
plusieurs méthodes de formulation du modèle magnétodynamique
ainsi que l’évolution des softwares multiphysiques.
