Dissertations / Theses: 'Compensation de la puissance pulsée'

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Heydari, Elaheh. "Design and control of a new pulsating power decoupling circuit for grid-connected photovoltaic systems." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2022. http://www.theses.fr/2022UPAST004.

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Abstract:

Aujourd'hui, les systèmes photovoltaïques connectés au réseau sont de plus en plus utilisés parmi les systèmes à énergies renouvelables. L’élément clé du système de conversion de puissance est le convertisseur statique connecté au réseau. Pour les applications de faible puissance, le convertisseur monophasé est le meilleur compromis. Les structures de conversion mono-étage permettent d’avoir un rendement plus élevé ainsi qu'un coût et une taille réduits. Cependant, dans des conditions de faible irradiation la tension PV chute, ce qui entraîne l'arrêt de l'onduleur et la perte totale de puissance injectée. Par conséquent, les systèmes à un étage de conversion souffrent d'une plage de fonctionnement réduite. Dans ce travail, nous proposons des solutions pour améliorer le rendement et la fiabilité des systèmes mono-étage connectés au réseau. Pour cela, dans la première partie, un contrôleur basé sur le mode glissant terminal rapide est combiné à un contrôle direct de la puissance. Il est associé à un algorithme de suivi du point de puissance maximale. Les simulations et les résultats expérimentaux sur un banc d'essai de 1kW montrent l'efficacité de la proposition en termes de performance dynamique, de faible distorsion harmonique totale et de robustesse aux variations d'irradiance. Les systèmes mono-étage sont également confrontés à une ondulation de puissance sur le bus continu à la fréquence double de celle du réseau. Ces ondulations de puissance sont néfastes à la durée de vie des panneaux solaires. Ainsi, la deuxième partie de ce travail propose de développer un dispositif qui simultanément réduit les ondulations de puissance et compense la chute de tension. Le dispositif est constitué de deux convertisseurs statiques : un flyback à faible puissance et un pont complet (H-bridge). Le compensateur hybride augmente la plage de fonctionnement de l'onduleur, empêchant son arrêt. Il contribue aussi à augmenter la fiabilité du système. Un banc expérimental de 1kW a été dimensionné et réalisé. Il a permis d’évaluer le dispositif sur plusieurs points de fonctionnement. Les résultats en régime permanent montrent que le compensateur hybride peut simultanément réaliser une atténuation de 85% des ondulations de puissance et une compensation de 20% de la chute de tension. Le dispositif a également de bonnes performances en régime transitoire. Dans la troisième partie de ce travail, la surveillance des modules PV est abordée afin d'augmenter la fiabilité. La méthode proposée est basée sur la spectroscopie d'impédance. Elle ne nécessite pas d’équipement supplémentaire car elle utilise le circuit qui permet d’atténuer les ondulations de puissance. De plus elle ne nécessite pas d'interrompre la production d'électricité. Les résultats de simulation, à l'aide de MATLAB-Simulink®, montrent une réduction de plus de 80% de l'amplitude des ondulations de la tension aux bornes des modules PV. Les résultats montrent que la spectroscopie d'impédance permet d’estimer les paramètres de l'impédance du module PV avec une erreur relative inférieure à 5%. L’évolution de ces paramètres en cours de fonctionnement devrait permettre de surveiller l’état de santé du panneau
Today, grid-connected photovoltaic systems are becoming an increasingly important part of renewable energy. The power conversion system's heart is the grid-connected interface converter based on power electronics. The single-phase inverter is the best compromise for low power applications as an interface for power conversion. Single-stage systems offer higher efficiency and lower cost and size. However, the PV voltage drops under low irradiance conditions, leading to inverter shut down and the total injected power loss.As a consequence, single-stage systems suffer from a low operating range. This work addresses the critical issues of the single-stage single-phase grid-connected PV system, including reliability and efficiency. A fast terminal sliding mode combined with direct power control is proposed in the first part. It is associated with a maximum power point tracking algorithm with power output. Simulations and experimental results on a 1kW test bench show the proposal's effectiveness in terms of dynamic performance, low total harmonic distortion and robustness to irradiance variations. Single-phase power systems also face pulsating power at twice the mains frequency on the DC bus. This pulsating power should not be transferred to the PV side as it reduces the efficiency of the solar panel. Thus, the second part of this work proposes a dual-function decoupling circuit: it mitigates pulsating power and compensates for the voltage drop. Thanks to the following additional power converters, these objectives are fulfilled: a low power flyback and an H-bridge. The hybrid compensator increases the inverter's operating range, prevents its shutdown, and increases the system reliability. A 1kW experimental bench has been designed to evaluate the proposal for several operating points. The steady-state results show that the hybrid compensator can simultaneously achieve 85% compensation of the pulsating power and 20% compensation of the voltage drop. The circuit also shows good transient responses. In the third part of this work, monitoring and fault diagnosis of PV modules are addressed to increase system reliability, efficiency, and safety. The proposed fault diagnosis method is based on online PV impedance spectroscopy without additional equipment. It does not require interrupting the power production and uses the pulsating power decoupling circuit as an impedance spectroscopy tool. The simulation results, using MATLAB-Simulink®, show a reduction of more than 80% ripples amplitude of the PV modules terminal voltage. The results also show that impedance spectroscopy can estimate the PV module impedance parameters with a lower than 5% relative error. The evolution of these parameters during operation should make it possible to monitor the health of the panel

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Lamarche, Camille. "Compréhension de l'efficacité bactéricide de différentes technologies de haute puissance pulsée." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30117.

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Abstract:

L'efficacité bactéricide des faisceaux d'électrons pulsés et des décharges électriques dans l'eau est admise depuis plusieurs années. Cependant, les mécanismes responsables de l'inactivation bactérienne restent toujours à déterminer. Bacillus pumilus est une bactérie de référence pour les traitements ionisants. Elle a été choisie dans notre étude car les deux technologies produisent des radiations. De plus, cette bactérie a la capacité de sporuler. Les spores ont une organisation spécifique constituée de différentes couches (protéines, lipides, peptidoglycanes, ...) et d'un cœur déshydraté qui leur permet d'être extrêmement résistantes aux stress environnementaux. Une telle résistance peut également être expliquée par la présence de petites protéines acido-solubles (SASPs) de type a/ß. Ces protéines saturent l'ADN et le protégent. Dans l'étude, nous avons investigué les mécanismes responsables de la mortalité de Bacillus pumilus après l'exposition au traitement. Des outils de microscopie de pointe à l'échelle du nanomètre (microscope électronique à balayage, à transmission et microscope à force atomique) ont permis de révéler une désorganisation de Bacillus pumilus après son traitement avec les décharges électriques. Une modification de l'hydrophobicité de Bacillus pumilus est également mise en évidence par AFM. Les gels d'électrophorèse à champ pulsé (PFGE) révèlent des dommages au niveau de l'ADN, notamment des cassures simple et double brin. Enfin, l'analyse quantitative des protéines réalisée par spectrométrie de masse a permis d'identifier les processus biologiques (transformations moléculaires nécessaires au fonctionnement d'entités biologiques) affectés par le traitement. Les résultats obtenus à travers cette thèse peuvent apporter une explication à l'inactivation de Bacillus pumilus par faisceau d'électrons pulsés et les décharges électriques
The efficiency of pulsed electron beam and electrical discharges in water, in the research of bacterial breakdown, was proved many years ago. However, the explanation of the mechanisms responsible for bacterial inactivation following the treatment are still unknown. Bacillus pumilus is the reference for ionizing treatment and was chosen for this study because both technologies produced radiation. This bacteria has the ability to sporulate. Spores have a specific organization with different layers (proteins, lipids, peptidoglycans,...) and a dehydrated core, which allow them to be very resistive in an inauspicious environment. Such resistance can be explained by the presence of a/ß-type small, acid-soluble spore proteins (SASPs), in the core. These proteins saturate and protect the DNA. Here, we investigated the mechanisms involved in the death of Bacillus pumilus after exposure to a pulsed electron beam or to electrical discharges in water. Cutting-edge microscopies (Scanning Electron Microscopy, Transmission Electron Microscopy, Atomic Force Microscopy) at the nanoscale reveal structural disorganization of Bacillus pumilus treated by electrical discharges. A modification of Bacillus pumilus hydrophobicity is also revealed by AFM. Pulsed-Field Gel Electrophoresis (PFGE) revealed genomic DNA damage. In particular, it showed single or double-strand breaks. Finally, proteomic analysis allowed to identify proteins and their biological processes affected by the treatment. Our findings can explain an unexpected mechanism of cell death

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Martin, Benoît. "Etude et conception d’un étage de mise en forme d’impulsions ultra-large-bande de forte puissance." Limoges, 2008. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/0d9d7416-5f8e-4217-b34e-808cd479f388/blobholder:0/2008LIMO4043.pdf.

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Abstract:

Le travail présenté dans cette thèse concerne l’étude et le développement d’un étage de mise en forme d’impulsions bipolaires de forte puissance dans le domaine ultra large bande. Ce soussystème est intégré au prototype de source de rayonnement pulsé GIMLI de l’ISL. Le système étudié répond à une exigence sévère de compacité. Il réalise la mise en forme bipolaire d’une impulsion de forte puissance grâce au fonctionnement couplé de deux éclateurs à gaz et d’une ligne Blumlein. L’ensemble est alimenté par un générateur de Marx. La sortie est connectée sur une antenne dédiée. La conception a fait largement appel à la simulation numérique pour dimensionner la ligne Blumlein ainsi que pour identifier et limiter les zones de renforcement de champ dans la structure. Une nouvelle géométrie d’électrode ’dentelée’ est la principale innovation de cette étude. Elle est proposée afin d’optimiser les temps de commutations. Les résultats de mesures montrent l’efficacité du dispositif. Les impulsions bipolaires générées sur 50 W durent 1. 5 ns et leur amplitude pic à pic peut atteindre 427 kV. Un fonctionnement répétitif à 200 Hz a été obtenu au cours d’une campagne d’essais menée avec le CEA sur le site du CESTA. Le prototype GIMLI équipé de la mise en forme étudiée, permet de produire un champ électrique de 5 V/m par volt pic à pic en pied d’antenne
This Ph. D. Dissertation presents the study and design of a high-power ultra wide band bipolar pulse forming stage. This sub-system is integrated in the radiation source called GIMLI developed at the ISL. The studied system complies with a strong requirement of compactness. The pulse forming is done thanks to the coupled operation of two gas spark gaps and a Blumlein pulse forming line. It is driven by a Marx generator and the output is connected to a dedicated antenna. The design makes extensive use of the numerical simulations especially for the dimensioning of the Blumlein and to identify and reduce the field enhancement area. New ’jagged’ electrode geometry is the main innovation of this study. It is proposed to optimize commutation times. Measurements show the good performances of the pulse former. The bipolar pulses have a 1. 5 ns-duration and the amplitude can reach 427 kV peak-to-peak on a 50 W resistive load. A repetition rate of 200 Hz has been successfully experienced during tests carried out with the CEA at the CESTA test site. The GIMLI prototype, equipped with the studied bipolar former can radiate a pulsed electric field of 5 V/m per volt on the antenna

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Loiseleur, Pierre. "Micro-sources X-UV incohérente et cohérente par décharge capillaire ultra-rapide." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00000829.

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Abstract:

Ces travaux s'inscrivent dans le cadre des recherches sur les nouvelles sources de rayonnement dans le domaine de l'extrême ultraviolet et des rayons X mous (longueur d'onde entre 1 et 100 nm). La possibilité d'obtenir, au moyen d'une décharge électrique, une amplification laser à 46,9 nm dans l'argon ionisé huit fois a été démontrée pour la première fois aux Etats-Unis en 1994, mais difficilement reproduite depuis par d'autres équipes. Ayant estimé les besoins en terme d'énergie et de puissance pour obtenir cette inversion de population dans l'argon, nous avons mis au point un système innovant de puissance pulsée répondant à ces critères. Des diagnostics électriques et optiques ont été spécialement conçus pour cette expérience. Par ailleurs, une modélisation électrique a permis de mieux appréhender le comportement électrique et énergétique du système. Les résultats préliminaires de spectroscopie X-UV, s'ils ne montrent pas d'amplification de la raie d'argon à 46,9 nm, mettent en évidence que le degré d'ionisation de l'argon est proche de celui requis pour l'amplification. Des études ultérieures sur le système que nous avons construit pourraient déboucher sur une source compacte de rayonnement X-UV cohérent.

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Kincic, Slaven. "Ondulateur à niveaux multiples et son application en compensation de la puissance réactive." Mémoire, École de technologie supérieure, 2000. http://espace.etsmtl.ca/852/1/KINCIC_Slaven.pdf.

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Abstract:

Deux algorithmes pour la compensation de la puissance réactive sont présentés. Les deux sont fondés sur le contrôle de la tension à la sortie d'onduleur, et sur la commande à fréquence fondamentale. Les deux algorithmes démontrent que la compensation de la puissance réactive est effectuée en contrôlant l'échange de puissance active entre le réseau et le côté CC d'onduleur. Ils sont validés par la simulation. Le "Power System Blockset", et le "Simulink" sont utilisés pour les simulations. De plus, un prototype de convertisseur à cinq niveaux est développé et appliqué en tant que compensateur statique des VAr. Les IGBT de quatrième génération sont utilisés comme les interrupteurs. Le circuit de contrôle est basé sur le DSP TMS320C31. Les résultats pratiques et les résultats de simulation sont présentés.

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Zeleny, Jan. "Compensation numérique des non-linéarités des amplificateurs de puissance avec identification au niveau récepteur." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10039/document.

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Abstract:

Dans ce travail, un nouveau schéma de prédistorsion de non-linéarités amplificateur de puissance est développé et démontré. L'originalité de l'architecture du système proposé est que l'estimation des non-linéarités est réalisé grâce au récepteur à une séquence de formation, et renvoyé à l'émetteur pour la prédistorsion. L'architecture proposée réalise indemnisation efficace des non-linéarités amplificateur de puissance sur les normes WiMAX et LTE, sans matériel supplémentaire. Une évaluation des économies de consommation est effectuée, compte tenu de la consommation numérique de l'algorithme d'estimation au niveau du récepteur et de prédistorsion Look Up Table de rafraîchissement à l'émetteur. Les résultats montrent que l'architecture proposée peut être appliquée pour les systèmes de données à haut taux de stations de base, les stations relais et également aux stations mobiles
In this work a novel scheme of predistortion of power amplifier nonlinearities is developed and demonstrated. The originality of the proposed system architecture is that the estimation of nonlinearities is carried out at the receiver thanks to a training sequence, and sent back to the transmitter for predistortion. The proposed architecture achieves efficient compensation of power amplifier nonlinearities on WiMAX and LTE standards without extra hardware. An evaluation of consumption savings is carried out, considering digital consumption of the estimation algorithm at the receiver and predistortion Look Up Table refreshment at the transmitter. The results show that the suggested architecture can be applied for high data rate systems at base stations, relay stations and mobile stations as well

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Lowinsky, Luc Anthony. "Nouvelle topologie de Compensateur de Puissance Réactive pour les Réseaux Ferrés 25 kV / 50 Hz." Thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://www.theses.fr/2010INPT0036/document.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire s’est déroulé dans le cadre d’une collaboration entre le groupe Convertisseur Statique du laboratoire LAPLACE et le département " Installations Fixes de Traction Electrique " de la Direction de l’Ingénierie de la SNCF. Aujourd'hui, la majorité du trafic sur le réseau ferré monophasé 25 kV / 50 Hz est assurée par des locomotives équipées de redresseurs contrôlés à thyristors. Du fait de l'augmentation du trafic, l'utilisation de ces locomotives nécessite la mise en place de moyen de compensation de puissance réactive afin de maintenir la tension caténaire à un niveau acceptable et de réduire la facture en énergie réactive. La correction du facteur de déplacement est réalisée en partie par des batteries de compensation fixes dont lapuissance est limitée par la tension maximale admissible à vide sur la caténaire. Afin d’adapter le niveau de compensation à la consommation, la partie fixe est complétée par un dispositif réglable basé sur une réactance contrôlée par des thyristors. Bien qu’il soit simple dans son principe, ce dispositif nécessite un filtrage des harmoniques en basse fréquence avec des circuits LC volumineux. L’objectif de cette thèse est de proposer une nouvelle topologie de compensateur de puissance réactive à haut rendement et utilisant un contrôle à modulation de largeur d’impulsion dans le but de minimiser le volume des éléments de filtrage. La première partie de ce mémoire est consacrée à une étude comparative de différentes topologies du point de vue des pertes dans les semi-conducteurs et du dimensionnement des éléments de filtrage associés. Les résultats de cette étude montrent que les topologies à base de gradateurs MLI, constituent les solutions les plus intéressantes pour réaliser le compensateur. La deuxième partie du travail concerne l’étude de l’insertion d’un compensateur à base de gradateurs MLI sur le réseau ferré avec la prise en compte des interactions harmoniques. Le cas d’étude concerne une sous-station où doit être implantée une compensation variable de 3 MVAR. Un relevé des courants délivrés par la sous-station a été effectué dans le but d’analyser leur contenu harmonique. Une modélisation de la sous-station et du compensateur est ensuite proposée et des simulations temporelles de l’ensemble sont réalisées en prenant en compte les formes d’ondes réelles des courants absorbés par les trains. Finalement, cette étude par simulation permet d’affiner le dimensionnement du compensateur à gradateurs MLI et des éléments de filtrage associés. Elle met en évidence l’avantage d’une solution, avec des gradateurs MLI en montage élévateur de tension, qui fonctionne sans transformateur et réutilise les batteries de compensation fixes déjà installées en sous-station à la fois comme diviseur de tension et éléments de filtrage. Afin de valider le principe de cette nouvelle topologie de compensateur statique de puissance réactive, un démonstrateur de 1,2 MVAR est mis en oeuvre et testé sur une plateforme d'essai de la SNCF
The work presented in this thesis is the result of collaboration between the Static Converters research group of LAPLACE Laboratory and the department "Installations Fixes de Traction Electrique" of the Engineering Division of the French Railways company, SNCF. Nowadays, most of the traffic in 25 kV – 50 Hz lines is achieved by old locomotives equipped with thyristor rectifiers. As traffic and load increase, reactive power compensation devices are required to keep the overhead line voltage at acceptable level and to reduce the spending for reactive power. The basic power factor correction is completed by fixed compensation banks. But the difficulty of such configuration is the no-load operation of overhead lines. The voltage can increase out of the 29 kV standard limit and to avoid this problem, variable reactive power compensator is often added to the fixed compensation banks. Nowadays, SNCF is equipped with thyristor based static VAR compensators (SVC). The main drawback of this topology is the requirement of a large LC shunt filter tuned for the third harmonic. The goal of this thesis is to find a new high-efficiency topology of STATic COMpensator (STATCOM) using PWM control to minimize the filtering components. The first part of this thesis focuses on a comparative study of different topologies in terms of semiconductor losses and filter elements size. The results of this study show that the topologies based on PWM AC Chopper are the most interesting solutions to achieve the compensator. The second part of the work concerns the influence of the connection of a STATCOM to a substation and focuses on the harmonic interactions with locomotives. The study case concerns a high traffic substation where a 3 MVAR STATCOM should be installed. Substation output current measurement was carried out in order to analyze its harmonic content. Models of the substation and the STATCOM are then proposed and simulations using real current waveforms are performed. Finally, this simulation study helps to refine the features of the AC Chopper topology and its filter elements. It highlights the advantage of a solution, with boost AC Choppers which operate without transformer and reuse the fixed compensation banks already installed in the substation as voltage divider and filter. To validate the principle of this new topology of STATCOM, a 1.2 MVAR prototype is built in LAPLACE laboratory and tested on a SNCF test platform

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Miermont, Frédéric. "Influence des compensations série des lignes et des compensateurs statiques de puissance sur les réseaux de l'avenir." Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0118.

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Abstract:

La compensation série des lignes et les compensateurs statiques de puissance permettent d'améliorer sensiblement la fiabilité et la rentabilité des réseaux d'énergie, sans avoir recours pour cela, à la mise en service de nouvelles lignes de transport. Cependant, leurs interactions avec un réseau et les éléments qui le constituent pose un problème. Après avoir examiné l'intérêt et les inconvénients de ces deux procédés en régime permanent, nous avons déduit que la compensation statique de puissance était la solution la plus adaptée au réseau Français. Elle permet, par une meilleure gestion de l'énergie réactive, de réduire les pertes ohmiques dans les lignes et d'assurer une régulation fine de la tension. Pour compléter ces travaux, nous avons entrepris une étude en régime transitoire de ces deux moyens de compensation d'énergie réactive. Pour ce faire, un système à compensation série a été modélisé dans un cas simple, ce qui nous a permis de mettre en relief le rôle important des protections de ces systèmes. Enfin, nous avons élaboré un modèle de réactance régulée par thyristors munie de son régulateur de tension et de son générateur d'impulsions, dont nous avions fait l'étude séparément. L'ensemble a été regroupé et inséré dans un logiciel de simulation de transitoires d'Electricité de France MORGAT. Une première série d'essais a permis de valider le modèle

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Oyarbide-Usabiaga, Estanislao. "Commande passive des structures de l'électronique de puissance." Grenoble INPG, 1998. http://www.theses.fr/1998INPG0097.

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Abstract:

Cette thèse est une étude exploratoire autour des apports de la commande passive et de sa version adaptative dans le champ de l'électronique de puissance. En première partie, après des rappels théoriques, les propriétés génériques des convertisseurs sous le formalisme d'Euler-Lagrange sont présentées. Ces propriétés rendent l'application de la commande passive naturelle. En seconde partie, des exemples d'application sont traités, ils sont choisis de manière à englober un large éventail de familles de convertisseurs. Les modèles de réglage vont du modèle moyen standard au modèle moyen généralisé en passant par des transformations usuelles. Enfin, dans le dernier chapitre, la faisabilité des commandes passive et passive-adaptative est testée sur un exemple de compensateur statique d'énergie réactive (STATCOM)
This work deals with the passivity based control and with its adaptive version for control of power electronics devices. First, after some theoretical discussions, power electronics converter's spécial properties are issued from gênerai Euler-Lagrange models. One of thèse properties allows a straightforward passivity based control implementation. Next, several converters which take into account a large family of applications are selected and the passivity based control is then tested. For this, several tuning models, from averaged model to generalised averaged one, are used. Finally, some practical results concerning the Static Reactive Power Compensator (STATCOM) control are showed. This way, passivity based control's real implementation rurns to be possible

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Lopez, David. "Intégration dans un environnement de simulation circuit d'un modèle électrothermique de transistor bipolaire à hétérojonction issu de simulations thermiques tridimensionnelles." Limoges, 2002. http://www.theses.fr/2002LIMO0007.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire concerne l'intégration d'un modèle thermique de TBH issu de simulations thermiques 3D dans un environnement de simulation circuit. Après avoir mis en évidence dans le premier chapitre les effets thermiques dans les composants micro-ondes, nous avons présenté dans le second chapitre le potentiel de prédiction des échauffements d'une analyse thermique 3D. Ensuite nous avons présenté la mise en place d'une méthode de réduction de modèle par la technique des vecteurs de Ritz à partir de ces simulations. Le troisième chapitre décrit la modélisation non-linéaire électrothermique de TBH développé à l'IRCOM afin de générer un modèle global de transistor distribué par doigt que l'on connectera au modèle thermique. Enfin, le dernier chapitre démontre l'intérêt d'un tel modèle dans le cadre de prédiction de stabilité (crunch) et du fonctionnement de puissance notamment en terme de dynamiques lentes en fonctionnement pulsé
The work presented here involves an integration into a circuit simulator of a HBT's thermal model from a 3D finite element method thermal simulation

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Rios, Mario Alberto. "Modélisation pour analyses dynamiques des réseaux électriques avec compensateurs de puissance réactive-SVC." Grenoble INPG, 1998. http://www.theses.fr/1998INPG0099.

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Abstract:

Cette Thèse traite de la modélisation des réseaux électriques comportant des compensateurs statiques de puissance réactive (SVC). La modélisation est basée sur des modèles d'ordre réduit utilisant la réduction par troncature des valeurs singulières de Hankel et l'identification dynamique N4Sid. Pour le cas de réseaux comportant plusieurs SVC ou composants FACTS (Flexible AC Transmission Systems), on a proposé une structure de modélisation par sous-systèmes calculée par des techniques d'ordre réduit. Ces modèles réduits permettent de calculer des lois de commande type LQG (Linear Quadratic Gaussian Regulator) et des commandes robustes d'ordre réduit qui ont des performances supérieures par rapport aux correcteurs traditionnels des SVC (commande proportionnelle). Avec la structure en sous-systèmes, on a proposé des méthodes de calcul des correcteurs décentralisés appliqués aux réseaux électriques. D'autre part, on a proposé une technique d'analyse de la robustesse des réseaux en utilisant la théorie d'analyse des valeurs singulières structurées, permettant de déterminer les frontières de stabilité basées en le calcul des fonctions de transfert de l'ensemble système-commande. Les différentes techniques développées dans le cadre de cette thèse sont appliquées à un réseau test de 11 nœuds et à un grand réseau électrique et donnent des résultats très satisfaisants
This thesis studies the modeling and analysis of power System containing static VAR compensators (SVC). Low-order models, calculated by Hankel singular-value truncation réduction and N4Sid dynamic identification, provide the foundation for the modeling and analysis techniques. For cases where many SVCs or FACTS (Flexible AC Transmission Systems) devices are installed in a power System, a new subsystem structure based on thèse low-order modeling techniques has been developed. The proposed low-order models allow the computation of low-order LQG-type (Linear Quadratic Gaussian Regulator) control laws, as well as low-order robust controls, which provide a better performance relative to traditional SVC controls (proportional type). Using the subsystem structure formulated in this thesis, methods for calculating decentralized controllers for power Systems hâve been conceived. In addition, through the use of structured singular values, a new robustness analysis technique has been developed which allows the détermination of stability boundaries through the calculation of closed-loop transfer functions. The theoretical approaches in this work hâve been applied to a test power system containing 11 nodes, as well as a larger 173-node test system

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Soussou, Mohamed-Akram. "Synthèse de couches minces de nitrures d'aluminium et de Bore par pulvérisation cathodique magnétron classique et à très haute puissance pulsée pour la gestion thermique des composants à haute température de fonctionnement." Nantes, 2011. http://www.theses.fr/2011NANT2112.

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Abstract:

Ces travaux concernent la mise au point d'un procédé de synthèse de couches minces AIN et BN à basse température par des procédés de pulvérisation réactive. Ce procédé magnétron a été choisi pour sa compatibilité avec les technologies de la microélectronique. Afin de permettre l'élaboration de films très bien cristallisés, nous avons d'une part optimisé le procédé classique et d'autre part mis en œuvre un procédé original en l'occurence la pulvérisation magnétron à très haute puissance pulsée (HiPIMS). Les matériaux obtenus permettront, grâce à leur très forte conductivité thermique, de diminuer la résistance thermique des composants et d'accroître leurs performances. Notre étude à consisté à bien caractériser la décharge en mode DC grâce à des diagnostics in-situ. Une optimisation des nombreux paramètres du plasma en corrélation avec les propriétés des matériaux synthétisés a permis d'obtenir une bonne qualité cristalline des films d'AIN. Par la suite le procédé HiPIMS, non encore utilisé pour le dépôt de matériaux très isolants en plasma réactif d'azote, a été mis en œuvre. Grâce à une amélioration de l'ensemble du procédé, nous avons réussi à lever tous les verrous techniques et à déposer des matériaux très isolants comme l'AIN et le BN. La qualité cristalline des films d'AIN a même été améliorée en comparaison avec la technique conventionnelle (DC) tant bien au niveau de l'interface avec le substrat que dans le volume de la couche. Enfin, les propriétés thermiques des films de nitrure d'aluminium ont été déterminées et liées à leurs microstructures. Une conductivité thermique de 200 W. M-1. K-1 a été obtenue, valeur proche de celle du matériau massif
This work is dedicaced to the development of a low temperature aluminium and boron nitrides (AIN and BN) thin film deposition process by reactive magnetron sputtering. This process is suitable for the requirement of microelectronics technologies. In order to elaborate high crystalline quality films, we optimized the classical magnetron sputtering process and, then, set-up the newly emerging technique of High Power Impulse Magnetron Sputtering. Thanks to their high thermal conductivities, the synthezided materials will allow a lowering of the thermal resistance of devices and an increasing of their performances. First, a complete analysis of the DC discharge was conducted in order to optimize the numerous plasma parameters in correlation with the material properties. Our study showed that it is possible to obtain a good crystalline quality of aluminium nitride thin films. Second, we have demonstrated for the first time that HiPIMS process, can be used for the deposition of insulating material as AIN and BN. Thanks to an adaptation of the whole process including the pulsed power supply we overcome all technical problems and deposit such dielectric materials. Thanks to time-resolved diagnostic of the discharge, this process was optimised and allowed an improvement of AIN films' crystalline quality both at the interface with the substrate and at the ''bulk'' of the film. Third, thermal properties of AIN films were measured and linked to their microstructures. A thermal conductivity as high as 200 W. M-l. K-1 was obtained

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Alawieh, Hadi. "Contribution à la réduction et à la compensation de la tension de mode commun en prenant en compte l'effet du temps mort." Rouen, 2016. http://www.theses.fr/2016ROUES012.

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Abstract:

L’entraînement des moteurs asynchrones repose sur l'utilisation des onduleurs de puissance qui découpent des grandeurs électriques (tension et courant) à des fréquences de plus en plus élevées. Ceci est à l'origine des perturbations électromagnétiques qui se propagent à travers les conducteurs de puissance (perturbations conduites) ou sous la forme des ondes électromagnétiques (perturbations rayonnées). La thèse vise donc à développer des nouvelles approches capables de réduire ou de compenser la tension de mode commun tout en supprimant l'effet du temps mort. L'approche proposée pour éliminer le temps mort consiste à déduire la polarité du courant à partir des états de conduction des diodes antiparallèles. Ensuite, nous avons présenté une nouvelle stratégie de commande rapprochée intersective qui satisfait deux critères : réduction de la tension de mode commun et optimisation des pertes par commutation. Le principe de la réduction de la tension de mode commun est basé sur l'utilisation de deux techniques : le flat top et les doubles commutations. Quant à la minimisation des pertes par commutations, il s’agit de débloquer l'onduleur traversé par le courant maximal en appliquant la technique de flat top. Enfin, nous avons présenté une nouvelle stratégie de compensation de la tension de mode commun à l'aide d'un compensateur actif. En effet, L'élimination du temps mort permet de commander ce compensateur sans avoir besoin d'un capteur de tension
Inverters, used in adjustable speed drives, switch voltage and current at high frequency. This is causing electromagnetic interference that can propagate through the power conductors (conducted emission) or through electromagnetic waves (radiated emission). The aim of this thesis is to develop a new approach that can reduce or compensate the common mode voltage while suppressing the effect of dead time. The elimination of dead-time is based on determining the load current polarity from the conduction states of antiparallel diodes. Then we presented a new switching strategy that fulfils the following criteria: reducing the common-mode voltage and optimization of switching losses. The reduction of common-mode voltage is based on using two techniques: flat top and double switching. To reduce the switching losses, we avoid the switching of inverter carried by maximum current. Finally, we presented a new common-mode voltage compensation strategy that using an active compensator. Indeed, the elimination of dead time enables the control of compensator without using a voltage sensor

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Garcia-Canseco, Eloisa del Carmen. "Commande basée sur la dissipativité des systèmes non linéaires : application à la stabilisation et à la compensation du facteur de puissance." Paris 11, 2006. http://www.theses.fr/2006PA112123.

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Abstract:

Cette dissertation concerne le développement théorique de la commande non linéaire des systèmes physiques. Nous nous intéressons à l'application de la théorie de la dissipativité pour la stabilisation des points d'équilibre et la compensation du facteur de puissance des systèmes électriques, tout en mettant l'accent sur le principe fondamental de la conservation de l'énergie et de la puissance. Dans la première partie de ce mémoire de thèse, nous étudions la stabilisation des systèmes physiques non linéaires, avec des méthodes de commande qui utilisent les propriétés physiques de l'énergie et de la puissance pour la conception de lois de commande et l'analyse de stabilité. Nous revisitons l'obstacle de la dissipation dans la méthodologie de la commande par balance d'énergie et nous proposons quelques solutions pour surmonter cet obstacle, parmi lesquelles nous présentons une extension de la commande par façonnement de la puissance, introduite originellement pour les circuits électriques, aux systèmes non linéaires en général. Dans la deuxième partie nous analysons le problème de l'optimisation de la transmission de puissance dans les systèmes électriques. La contribution principale est la preuve qu'une certaine propriété de cyclo--dissipativité est une condition nécessaire et suffisante pour que le facteur de puissance soit amélioré. Cette observation importante suggère un cadre d'analyse et de conception de compensateurs basé sur la cyclo--dissipativité, qui représente une alternative à la propriéte de dissipativité standard dans des applications où nous sommes intéressés à induire des orbites périodiques, au lieu de stabiliser des points d'équilibres
This dissertation is concerned with the theoretical development of nonlinear control methods for physical systems from a power--based perspective, with application to the stabilization of nonlinear physical systems and power factor compensation of electrical systems. In the first part of the thesis, we deal with the stabilization problem of nonlinear physical systems, putting forth the system's energy and power properties as a new building block for controller design and stability analysis. We revisit the dissipation obstacle of the widely appreciated method of energy balancing and propose some alternatives to overcome this obstacle, which include the proof of passivity for a class of nonlinear incremental models and an extension to general nonlinear systems, of the power shaping methodology originally introduced for electrical circuits. Concerning electric energy processing systems, the main contribution is the proof that a certain cyclo--dissipativity property of the compensated circuit is necessary and sufficient for PF improvement. This important observation suggests an analysis and compensator design framework based on cyclo--dissipativity, which is a natural alternative candidate to replace (standard) dissipativity for applications where we are interested in inducing periodic orbits, instead of stabilizing equilibria

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Gabsi, Mohamed Khémis. "Contribution a l'etude de la commutation dans les machines a courant continu associees a des convertisseurs statiques de puissance." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066170.

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Pahmer, Sueda Carmen M. "Contribution à l'étude de filtres actifs de puissance de type shunt : commande-simulation." Grenoble INPG, 1996. http://www.theses.fr/1996INPG0080.

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Abstract:

Le travail presente consiste a etudier de maniere detaillee les algorithmes de commande d'un filtre actif de puissance de type shunt realise a partir d'un onduleur de tension connecte sur un reseau triphase de puissance finie. Ces algorithmes ont ete testes en simulation a l'aide du logiciel a usage general electro-magnetic transients program (emtp). A ce propos, cinq methodes distantes pour obtenir les courants de reference pour chaque phase de l'onduleur de tension ont ete formalises. De la meme maniere, la regulation de tension aux bornes du condensateur de cet onduleur a egalement ete abordee. Dans certains cas de figure la numerisation controle-commande a ete developpe de maniere a simuler des structures les plus proches possibles de la realite. Quelques resultats experimentaux obtenus a l'aide d'un filtre actif de commande numerique permettent de valider notre methodologie

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Doroudian, Majid. "Les fondements de la compensation par la puissance publique des dommages affectant les citoyens en l'absence de toute faute de l'administration en France." Aix-Marseille 3, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX32022.

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Toussaint, Pierre. "De la quasi-resonance introduite dans les convertisseurs, DC-DC de moyenne puissance : application à l'absorption sinusoïdale." Cachan, Ecole normale supérieure, 1994. http://www.theses.fr/1994DENS0013.

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Abstract:

Électronique de commutation pour l'essentiel, l'électronique de puissance met en œuvre des structures de convertisseurs ou la gestion des pertes par commutation pose problème. La commutation commandée lorsqu'elle est associée à des techniques d'aide a la commutation des interrupteurs, donne de bons résultats. Dans la gamme de puissance allant jusqu'a la dizaine de kilowatts, il existe une alternative à cette solution, que l'on désigne par le terme de quasi-résonance. L'étude présentée montre comment l'introduction de la commutation douce au sein de convertisseurs classiques permet d'obtenir d'aussi bonnes performances voire même meilleures, tout en simplifiant quelque peu la topologie des structures. Sa facilite de mise en œuvre est mise en évidence. La problématique du choix des interrupteurs est abordée. Un second problème pose par l'emploi de l'électronique de puissance et par la multiplication de convertisseurs, est la pollution du réseau auquel ils sont connectes. Afin de résorber cette pollution, des convertisseurs dits à absorption sinusoïdale (c. A. S. ) font l'objet d'études en tout points du globe. Une étude bibliographique leur est consacrée et une réalisation propre au laboratoire est détaillée. Ces convertisseurs fonctionnent en commutation commandée, aussi nous sommes nous attaches à développer des structures réalisant cette fonction de c. A. S. Tout en introduisant les techniques de commutation douce. Deux structures de flyback quasi-résonants, de 500 et 1300 w sont étudiées. Chacune consomme un courant sinusoïdal présentant un taux de distorsion inferieur à 10%. Une ébauche de modélisation de l'un de ces convertisseurs est également décrite

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Sariñana, Toledo Aarón. "Commande directe et observation des convertisseurs de puissance : application à l'onduleur de tension triphase." Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG0127.

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Abstract:

Cette thèse concerne la synthèse de lois de commandes et d'observateurs pour l'onduleur de tension triphasé sans neutre raccordé. Celle-ci comporte 4 volets. Le premier volet donne les éléments de modélisation de l'onduleur ainsi que sa représentation dans des différents repères de coordonnées, puis les applications auxquelles on s'intéresse, à savoir la compensation d'énergie réactive et le filtrage actif. La deuxième partie est dédiée à la synthèse d'une loi de commande dite directe à structure variable basée sur le simplexe minimal. Nous y avons surmonté certains des problèmes d'ambiguïté rencontrés dans des approches classiques quand vient le moment de choisir les vecteurs de commande à appliquer. Des comparaisons avec une méthode classique de commande à hystérésis sont présentées afin de mettre en évidence ses principales propriétés. Dans la troisième partie nous présentons une amélioration à la commande directe basée sur le simplexe minimal, qui nous permettra de maîtriser parfaitement la fréquence de commutation et de confiner ainsi le spectre de découpage des courants côté alternatif. Les résultats obtenus ont été encore améliorés par l'introduction d'une compensation des retards induits par l'échantillonnage de la mesure. L'implémentation des algorithmes proposés sur un banc expérimental a confirmé la justesse de résultats théoriques et autres simulations. La dernière partie porte sur l'étude de deux types d'observateurs non linéaires (un observateur de type Kalman et un observateur de type modes glissants) appliqués à l'onduleur de tension, et ce, à des fins de diagnostique (redondance analytique) ou d'économie de capteurs. Des analyses sont présentées pour deux cas en particulier, à savoir l'estimation de la tension du bus continu à partir des mesures des courants du côté alternatif, puis l'observation des courants du côté alternatif à partir de la mesure de la tension continue
This dissertation deals with the control and observation of the voltage source inverter. It is divided into 4 main parts. The first one concerns the modeling of the power converter, and its classical représentation into différent coordinates is shown in détail. At the same time, we présent in détail the différent applications which we are interested in: the reactive power compensation and the active filtering. The second part treats the study of a direct sliding mode controUer based on the minimal simplex. This approach allows to overcome some ambiguity problems arisen in the task of selecting the inverter's switches signais. Comparisons with the classical hystérésis controUer are made in order to highlight the main properties of the proposed approach. In the third part of this dissertation we propose an approach, based on the previous one, which allows to fixe the switching frequency of the converter. Moreover, this previous resuit was enhanced by adding a compensation technique of the delays induced by the measurement process. Some expérimental results showed the validity of the analysis and simulations. The last part of this work deals with the design of two kinds of nonlinear observers (a Kalman-type observer and a sliding mode observer). When applied to the power inverter, the observers offer us the possibility of reducing the number of sensors or even of using this soft sensor as redundant for security purposes. Two cases are treated in détail: an observer for the DC-link voltage from the measurements of the currents of the main and another one which allows to observe the currents of the main from the DC-link voltage's measurement

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Etxeberria-Otadui, Ion. "Sur les systèmes de l'électronique de puissance dédiés à la distribution électrique – Application à la qualité de l'énergie." Phd thesis, Grenoble INPG, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00382761.

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Abstract:

La thèse a trait aux systèmes de l'électronique de puissance dédiés aux applications distribution électrique. Une attention particulière a été portée sur l'amélioration de la qualité de l'énergie. A cet effet, les aspects théoriques et les techniques d'amélioration sont décrits et discutés. Les convertisseurs de l'électronique de puissance à même de répondre à la problématique qualité sont ensuite introduits, modélisés et commandés. Des techniques originales d'identification de perturbations, de gestion des puissances actives et réactives ainsi que des commandes éloignées sont conçues, testées en simulation et analysées. Les applications retenues sont le compensateur série à base d'onduleur de tension et le filtrage actif shunt. Ces résultats sont ensuite confrontés à l'expérimental sur un banc conçu et réalisé à cet effet. L'expérience, si elle a conforté la théorie, a permis également de mettre en exergue les problèmes souvent occultés par la théorie. La conclusion reprend ces constatations et trace les objectifs à court et moyen terme.

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Belacheheb, Khalid. "Contribution à l'étude des systèmes de compensation FACTS en général, l'UPFC en particulier, pour le contrôle du transit de puissance dans un réseau de transport." Nancy 1, 2000. http://www.theses.fr/2000NAN10068.

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Abstract:

Les réseaux électriques sont fortement maillés dans lesquels le transit de puissances est régi par les lois de Kirchhoff, sur lesquelles les dispatchers ont peu de moyens d'action. Il en résulte alors une répartition déséquilibrée des charges, provoquant ainsi des surcharges de certaines lignes du réseau et une diminution de la marge de stabilité de ce dernier. Face aux problèmes de la maîtrise du transport de l'énergie électrique, le consortium de compagnies d'électricité américaines (EPRI) a lancé le projet FACTS flexible Alternate CUITent Transmission System) en 1988. Le concept FACTS regroupe tous les systèmes à base d'électronique de puissance appliqués au réseau électrique. Le système UPFC (Unified Power Flow Controller) est le dispositif le plus complet et le plus performant des systèmes FACTS. Il est l'union d'un compensateur parallèle (CSPRA) et d'un compensateur série (ISA), et possède alors, à la fois, la fonctionnalité d'un CSPRA, d'une ISA et d'un déphaseur. Il est donc capable de contrôler, simultanément et indépendamment, la puissance active et la puissance réactive de la ligne. Il peut contrôler les trois paramètres associés au transit de puissance; la tension, l'impédance et l'angle de transport de la ligné, Le contrôle de l'un de ces paramètres permet de varier la puissance active de la ligne. Un modèle de ce dispositif est développé afin de déterminer le contrôle commande adéquat pour chacune des deux parties et chaque mode de contrôle de la puissance active. Ce travail est axé sur l'application des systèmes de compensation FACTS, en particulier l'UPFC pour contrôler le transit de puissance dans un réseau de transport dont les paramètres sont donnés par EDF. Les différentes simulations numériques, effectués sur MATLAB et SABER, ont montré l'apport de ces systèmes dans le contrôle du transit des puissances et confirment ainsi tout l'espoir qu'ils avaient suscité dans les années 90
Electrical systems are strongly interconnected where the power transit is governed solely by Kirchhoffs laws on which the dispatchers have no means to act. It results in sorne unbalanced distribution of loads, provoking thus overloads of sorne electrical lines and a reduction of the stability margin of the electrical system. In order to solve these problems of the electrical power transit control, the consortium of American electricity companies (EPRI) has launched the FACTS project (Flexible Alternate CUITent Transmission System) in 1988. The FACTS concept regroups aIl systems using power electronic deviees applied on the electrical system. Among the FACTS systems, the UPFC deviee (Unified Power Flow Controller) is the most complete and the most effective. It is the union of a shunt compensator (CSPRA) and a series compensator (ISA), and has a functionality ofboth a CSPRA, an ISA and a phase-shifter. It is therefore able to control, simultaneously and independently, the active and reactive line power. It can control the three parameters associated to the power transit; the voltage, the impedance and the phase of the electrical line. The control of one of these parameters allows to vary the line active power. A model of this deviee is developed so as to determine the adequate controls of the shunt and series parts and in the same time, the one of the active power control. This work is devoted to the application of the FACTS systems, especiaIly to the UPFC in order to control the power transit in an electrical system whose parameters are given by EDF. The different numerical simulations, undertaken on MATLAB and SABER, have shown the contribution of these deviees to control the power transit and confirm aIl the hopes they had aroused in years 90

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Rinaldis, Alessandro de. "Sur la compensation des ondes de réflexion dans les sous-systèmes interconnectés et une nouvelle formulation en puissance pour la modélisation d'une classe de systèmes mécaniques." Paris 11, 2006. http://www.theses.fr/2006PA112026.

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Abstract:

Cette thèse de doctorat se subdivise en deux parties. La première partie est focalisée sur l'analyse et la compensation des ondes de réflexion qui apparaissent lorsque, dans le domaine électrique autant que dans le domaine mécanique, l'interconnexion entre deux sous systèmes se comporte comme une ligne de transmission et dégrade les prestations nominales du système. Dans cette optique, on propose un cadre alternatif à la compensation par filtres passifs qui se base sur la technologie des filtres actifs et qui garantit une atténuation du phénomène des ondes de réflexion. Bien que cette nouvelle approche à la compensation soit orientée aux systèmes électriques, une parfaite dualité avec le bien connu problème de la téléopération prouve la généralité de notre analyse qui peut donc être naturellement étendue au domaine mécanique et électromécanique. La seconde, et moins développée, partie du manuscrit est dédiée à l'extension de l'analogie "masse-inducteur" "ressort-condensateur" entre les systèmes mécaniques et électriques. Une fois définies les limites d'une telle analogie, on introduit le nouvel élément électrique qu'on appelle "pseudo-inducteur" et qui est physiquement interprétable comme un inducteur standard contrôlé en courant avec un coefficient de couplage magnétique régulé en voltage. Ainsi, on peut étendre la formulation donnée par les équations de Brayton-Moser aux systèmes mécaniques décris à travers la formulation Lagrangienne, potentiellement non-linéaires, et leurs associer une contrepartie électrique. Puis, en exploitant la description en puissance de cette classe de systèmes mécaniques on propose une nouvelle propriété de passivité formulée en puissance
This PhD work consists of two parts. The first one is focused on the analysis and compensation of the wave reflection phenomenon that occurs whenever, in the electrical as in the mechanical domain, the mutual interconnection among the constituent subsystems behaves as a transmission line and degrades the expected performances of the whole system. In this respect, we propose an novel compensation framework based on active filters technology that guarantees an attenuation of the wave reflections phenomenon. Although this new compensation approach is electrical systems oriented, a perfect duality with the well-known robotic teleoperation problem shows the generality of our analysis that could be naturally extended to the mechanical and electromechanical domain. The second, and less extensive, part of the manuscript is devoted to extend the well-known mass--inductor spring--capacitor analogy between mechanical and electrical systems. Once defined the limits of such standard analogy, we introduce a new electrical element,“the pseudo-inductor”, physically interpretable as a normal current-controlled inductor with coupling coefficient voltage-controlled. Hence,we give rise to an extension of the Brayton-Moser framework enlarging to possibly non-linear mechanical (Euleur-Lagrangian) systems an electrical counterpart. Furthermore, exploiting the power-based description of such a class of mechanical systems we provide a novel passivity property that open the doors to recent Passivity-Based Control strategies, already and successfully applied in RLC networks, that cope with the supplied power, e. G. , Power Shaping, instead of the internal energy of a system,e. G. ,Energy Shaping

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Raimondo, Giuliano. "Power quality improvements in 25kV 50 Hz railway substation based on chopper controlled impedances." Thesis, Toulouse, INPT, 2012. http://www.theses.fr/2012INPT0004/document.

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Abstract:

Ce travail est le résultat d'une collaboration entre le laboratoire LAPLACE, la "Seconda Università degli Studi di Napoli" (SUN) et la Société National des Chemins de fer Français SNCF. Le sujet de recherche concerne l'utilisation de dispositifs électroniques de puissance dans les sous stations ferroviaires 25kV/50Hz afin d’améliorer la qualité de l'énergie électrique. Dans le transport ferroviaire, le système d'électrification monophasé 25kV/50Hz est largement diffusé en particulier pour les lignes ferroviaires à grande vitesse. Bien qu'aujourd'hui les systèmes d’alimentation en courant continu soient encore largement utilisés, l'adoption du courant alternatif monophasé offre des avantages économiques pour les infrastructures d'environ 30% en termes d'investissement, d'exploitation et d'entretien. Initialement, compte tenu de la simplicité du circuit, il n'y avait aucune nécessité d'intégrer de l'électronique de puissance dans les sous stations. Toutefois, au cours de la décennie passée, l'intérêt pour ces équipements est apparu car ils peuvent apporter une solution d'optimisation du réseau lorsque le trafic augmente ou lorsqu’une nouvelle sous station est envisagée. Deux principaux types de dispositifs sont installés aujourd'hui sur le réseau ferré français : les compensateurs de puissance réactive et les compensateurs de déséquilibre de tension. Cette thèse présente de nouvelles topologies de compensateurs basées sur le concept d’impédances contrôlées par gradateur MLI. Comparées aux solutions existantes, ces topologies ont des caractéristiques particulièrement intéressantes en termes de pertes dans les semi-conducteurs et de volume des composants réactifs. Le manuscrit contient trois parties principales: La première partie présente le principe de l’électrification en 25kV/50Hz et souligne l’intérêt d’installer des moyens de compensation statique dans les sous stations. Après une description des solutions actuellement utilisées, le concept d’impédance contrôlée par gradateur MLI (CCI : Chopper Controlled Impedance ) est ensuite présenté. La deuxième partie du travail concerne l'utilisation du concept de CCI pour la compensation de puissance réactive. La sous-station SNCF de Revest est considérée comme cas d’étude. Celle-ci est équipée d'un transformateur monophasé de 60MVA dont le primaire est connecté à une ligne de transport 225kV. Deux topologies de compensateur de puissance réactive, basées sur des montages abaisseur ou élévateur de tension sont présentées. Le dimensionnement des gradateurs est effectué sur la base d'une campagne de mesures réalisée à la sous station. Des simulations numériques utilisant des formes d’ondes réelles de courant et de tension sont présentées. Des résultats expérimentaux effectués à la plateforme de test de la SNCF sur un prototype de 1,2MVAR permettent de valider le concept de CCI. La dernière partie du travail concerne le problème du déséquilibre de tension en amont de la sous station. Un circuit de Steinmetz « actif », toujours basée sur des gradateurs MLI, est présenté et étudié. La sous station SNCF d'Evron est alors considérée comme cas étude. Celle-ci comporte un transformateur de 32MVA et est connectée à une ligne de transmission 90kV. Les mesures effectuées sur le site permettent le dimensionnement du compensateur ainsi que l’utilisation des formes d'onde réelles de courant et de tension dans les simulations numériques. Une comparaison avec des solutions classiques basées sur des onduleurs 2 niveaux et 3 niveaux souligne les avantages de la solution proposée. Ainsi, les résultats des calculs et des simulations montrent que l'énergie stockée dans les éléments réactifs est réduite d’un facteur six et que les pertes dans les semi-conducteurs sont réduites de 40%. Des résultats expérimentaux obtenus sur une maquette de 1.5 kVA permettent de valider le principe du circuit de Steinmetz actif
This work is the result of collaboration between the LAPLACE laboratory, the “Seconda Università degli Studi di Napoli” (SUN) and the French national railways operator SNCF. The research topic treated herein concerns the use of power electronic devices in 25kV/50Hz railways substations to achieve power quality improvements. In railway transportation, single-phase 25kV-50Hz electrification system is widely diffused especially for high-speed railway applications. Although electrified DC systems are still widely applied, the adoption of AC single-phase system offers economical advantages for the infrastructures of about 30% in terms of investment, exploitation and maintenance. In early ages, due to its very simple diagram, there was no necessity to integrate power electronics in substations. However, for the last decade, the interest in power electronic equipments raised since they can provide the solution for network optimization when traffic increases or when a difficulty is foreseen for a substation implementation. Two types of devices are implemented today on the French Railway Network: Reactive Power compensators and Voltage Unbalance compensators. This thesis presents an investigation into new topologies based on the concept of “Chopper Controlled Impedances”(CCI). Compared to existing solutions, the new topologies show interesting features in terms of semi-conductor losses reduction and volume of reactive components. The manuscript is developed through three main parts: Firstly, the French railways system is introduced and the interest in installing power electronic compensators in substations is highlighted. After a brief description of currently used solutions, the CCI concept is presented: the use of Pulse Width Modulated AC Choppers allows achieving structures which behave as variable impedances. In the second part, the use of CCI structures in reactive power compensation is investigated. The SNCF substation of Revest is under study. It is equipped by a 60MVA single phase transformer with the primary side connected to a 225kV transmission line. Based on the step-down or step-up functioning mode of CCIs, two topologies of reactive power compensator are presented. The converter design is developed on the base of a measurement campaign carried out at the substation. Numerical simulations using real current and voltage waveforms are presented. Finally, experimental results carried out at the SNCF test platform on a 1.2MVAR prototype are shown. In the last part, the problem of voltage unbalance is treated. Using the concept of CCI, the feasibility of an active Steinmetz circuit based on AC choppers is explored. As a case study, the substation of Evron is considered. It is a 32MVA substation connected to a 90kV transmission line. Measurements carried out on the substation site allow the compensator design and the possibility to consider real waveforms for current and voltage in numerical simulations. A comparison with classical solution based on two levels VSI and three levels NPC-VSI highlights the advantages of the proposed solution. Calculation and simulation results show that the stored energy in reactive elements is reduced by a factor six whereas the semiconductor losses are 40% lower. Experimental results obtained on a scaled demonstrator (1.5 kVA) validate the principle of the active Steinmetz circuit

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Morati, Mathieu. "Contribution à l'étude et au contrôle des convertisseurs multiniveaux : application à la compensation des fours à arc." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0052/document.

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Abstract:

Cette thèse est dédiée aux convertisseurs multiniveaux et aborde les problématiques liées à la compensation des perturbations générées sur un réseau électrique, telles que celles produites par les fours à arc. Elle est composée de quatre chapitres couvrant les thématiques de la modélisation des réseaux électriques, des convertisseurs de tension, du contrôle commande et des stratégies de compensation, accompagnés de simulations et de résultats expérimentaux obtenus sur des équipements industriels de forte puissance. Les applications réseaux étant diverses et variées, les convertisseurs multiniveaux sont ici étudiés dans le but d’être raccordés directement sur des réseaux de distribution. Pour cela, un état de l’art des différentes topologies de convertisseurs de tension (classiques et multiniveaux) est présenté et les topologies dites modulaires, sont retenues pour une étude plus poussée. Ces convertisseurs utilisent des modules de puissance à base de ponts en H, de ½ ponts en H ou de ponts en H 3-niveaux connectés en cascade. Ils permettent ainsi de créer différents types de configurations ou couplages appelés dans ce mémoire : étoile, triangle et étoiles symétriques. Les différents modules et les stratégies pour les commander sont étudiés autour d’un composant de puissance (de type IGBT 2.5kV/1.5kA). A travers les domaines électrique et thermique, une méthode est proposée afin d’estimer les pertes, les températures de jonction et déterminer ainsi les limites d’utilisation d’un tel composant de puissance. Le dimensionnement et la fiabilité de ces convertisseurs est également abordé pour chacune des configurations envisagées, afin de dégager les avantages et inconvénients pour une application réseau. D’une façon générale, la stratégie de contrôle des convertisseurs multiniveaux est ardue, principalement lié au fait que de multiples sources de tensions continues doivent être contrôlées. Dans cette optique, des stratégies de contrôle sont proposées et validées en simulation selon les types de modules et de configurations utilisés pour la compensation des perturbations d’un four à arc. Enfin, la dernière partie de ces travaux est consacrée aux résultats expérimentaux sur la base d’un compensateur industriel dénommé DSVC (Dynamic Static Var Compensator), pour la compensation des fours à arc. Les différents résultats obtenus sur plusieurs sites industriels ont ainsi permis la validation des travaux exposés dans ce mémoire
This thesis is dedicated to the multilevel converters and addresses issues related to compensation for disturbance generated on an electrical network such as those produced by arc furnaces. It is composed of four chapters covering the themes of modeling of electrical networks, voltage converters, control and compensation strategies, with simulations and experimental results obtained on high power industrial equipment. There are many networks applications and multilevel converters are here considered to be directly connected to distribution networks. Therefore, a state of the art of different voltage converters, classics and multilevel topologies, is presented and the topologies called modular are retained for further studies. These converters use modular power cells made of H bridges, ½ bridges or 3-level H bridges connected in cascade. They allow to create different types of configurations or couplings called in this memory: star, delta and double stars. The different modules and the strategies to control them are investigated around the same switching power component (IGBT 2.5kV/1.5kA). Through electrical and thermal fields, a method is proposed to estimate their losses, junction temperatures in order to determine the limits of use of such a component of power. Sizing and reliability of these converters is also discussed for each considerer configurations in order to identify the advantages and disadvantages for a network application. Generally, the multilevel converters control strategy is difficult because of the multiple sources of DC voltages to control. In this context, control strategies are proposed and validated in simulation according to the types of modules and configuration used to compensation for disturbance of an arc furnace. Finally, the last part of this thesis is devoted to the experimental results based on an industrial compensator DSVC (Dynamic Static Var Compensator) for arc furnace compensation. The different results obtained at several industrial sites have thus allowed the validation of the various works exposed in this thesis

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Bolea, Alamañac Ana Isabel. "Conception et mise en œuvre de méthodes de compensation des effets du canal de propagation pour optimiser les ressources radio." Toulouse, ENSAE, 2004. http://www.theses.fr/2004ESAE0016.

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Abstract:

L'augmentation des besoins en bande passante et la saturation du spectre en bande Ku (12 GHz) pour les nouveaux systèmes de communications par satellite géostationnaires, poussent à l'utilisation de fréquences plus élevées (bande Ka et Q/V, 20 à 50 GHz) où de plus grandes largeurs de bandes sont disponibles, mais où les effets atmosphériques sont importants. Il faut alors définir des techniques adaptatives (FMT : fade mitigation techniques) qui permettent d’optimiser la couche physique du système en prenant en compte les conditions de propagation qui sont variables dans le temps. La déﬁnition optimisée de ces techniques adaptatives fait l'objet de cette thèse. Le rapport décrit tout d’abord les caractéristiques principales de la propagation dans ces bandes de fréquences. Les techniques adaptatives sont ensuite analysées. L'analyse s’appuie sur un système de référence multifaisceaux pour l’accès distribué à l’lnternet. Une méthode originale d’évaluation des performances système a été développée pour quantifier l’efficacité de ces techniques et choisir leur meilleure combinaison. L'analyse a révélé le besoin de nouvelles procédures d'optimisation des bilans de liaison qui ont été mises au point. Ainsi l'introduction de l'adaptation du schéma de modulation-codage (utilisant le standard DVB-SZ et une proposition d'extension du DVB-RCS) permet une nette amélioration des résultats en termes de capacité. Après avoir quantifié l’apport de ces techniques de compensation de façon théorique, la dernière partie des travaux de recherche est dédiée à l'implémentation des techniques étudiées. La principale difficulté réside, selon la technique FMT concernée, dans l'obtention de mesures ﬁables et rapides de la magnitude de l'affaiblissement ou du SNIR, rapport puissance porteuse à puissance du bruit (y compris brouillages). Plusieurs architectures d'implantation des techniques FMT ont été proposées. Les sources d’erreurs associées aux différentes fonctions mises en œuvre dans l'architecture FMT ont été identiﬁées et quantiﬁées. À partir de cette analyse, une méthode de définition des seuils et des marges de décision d’activation de chaque technique est proposée. La thèse se termine par les résultats obtenus à partir d’un simulateur de la boucle de contrôle FMT. Les simulations confirment l'amélioration des performances du système grâce à l'introduction des FMT, et mettent aussi en évidence l'intérêt de la proposition de répartition non-uniforme des seuils et des marges pour optimiser la boucle de contrôle FMT.

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Leroy, Pascal. "Etude et quantification des pertes de charge dans les colonnes pulsées à garnissage disques-couronnes." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL096N.

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Abstract:

Le transfert et la dissipation de l'énergie dans une colonne pulsée sont primordiaux car ils conditionnent la taille des gouttes formées. Cette étude propose et valide un modèle de pertes de charge instantanées dans des colonnes à disques et couronnes pulsées pneumatiquement, pour un écoulement monophasique. Le modèle retenu fait intervenir additivement un terme hydrostatique, un terme inertiel, un terme de frottement et les grandeurs cinématiques instantanées de l'écoulement déterminées par une méthode basée sur des mesures de pression. Cette modélisation nécessite l'identification de trois paramètres : un terme de charge hydrostatique, un facteur d'inertie, un facteur de frottement. Une étude des pertes de charge en régime permanent a permis d'établir que ce dernier ne dépend que de la géométrie de la colonne. Une étude du régime pulsé a permis de valider le modèle en présence et en l'absence d'un débit permanent surimposé. Les valeurs des paramètres du modèle sont utilisées comme outil de caractérisation du comportement du système de pulsation et permettent la mise en évidence d'un jeu a la paroi. Ces valeurs ne dépendent pas des propriétés physicochimiques du fluide véhiculé. Le facteur de frottement ne dépend que de la géométrie de la colonne et est identique à celui obtenu en régime permanent. Le modèle proposé permet de quantifier la puissance moyenne dissipée et certaines grandeurs caractéristiques de la turbulence. Le produit amplitude fréquence apparait comme la grandeur caractéristique de la dissipation de l'énergie. Enfin, des éléments permettant l'extension du modèle à des écoulements pulsés diphasiques sont présentés

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Caulkins, Terence. "Caractérisation et contrôle du rayonnement d'un système de Wave Field Synthesis pour la situation de concert." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066679.

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Abstract:

La Wave Field Synthesis (WFS) est une technique qui vise à reconstruire les caractéristiques physiques d'un champ sonore en zone étendue, à partir d'un réseau de haut-parleurs. Le cadre défini pour la thèse est celui de la situation de concert de musique mixte, dans lequel un système WFS placé en nez de scène est utilisé pour synthétiser des instruments virtuels partageant l'espace acoustique de la scène avec des instrumentistes reels. La technique repose sur un ensemble d'approximations des principes théoriques sous-jacents qui n'assurent pas l'exactitude du champ reproduit. Par conséquent, le son direct rayonné par l'instrument virtuel WFS n'engendre pas un effet de salle conforme à celui qui serait engendré par un instrument réel. Le travail présenté consiste d'abord à analyser le champ effectivement rayonné par le banc de haut-parleurs, utilisant une méthode d'acoustique prédictive développée dans le cadre de la thèse. A partir de cette analyse, nous identifions la partie du champ rayonné par le banc de haut-parleurs dans la salle qui est naturellement cohérente avec celle d'un instrument réel. Nous proposons ensuite une méthode de compensation, permettant de rajouter la portion d'effet de salle manquante, basée sur une caractérisation préalable du système et l'injection d'énergie réverbérée via des sources WFS directives. Nous validons enfin la possibilité de contrôler l'effet de salle précoce en modifiant la directivité de rayonnement du banc WFS. Cette validation est basée sur des mesures réalisées in situ utilisant un microphone à haute résolution spatiale.

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Chammam, Abdeljelil. "Étude de décharges haute pression mercure et mercure hallogénure alimentés par des courants rectangulaires et pulsés." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30002.

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Abstract:

Ce travail concerne l'alimentation, la modélisation et l'étude expérimentale des lampes à décharge haute pression dans le mercure pur et mercure dopée à l'iodure de thallium. Une alimentation pulsée a été dimensionnée en utilisant les résultats de simulation obtenus en couplant un modèle de conductance de la lampe à décharge mercure haute pression avec un logiciel de circuit. La conception du modèle comme la réalisation pratique de l'alimentation ont été réalisés au laboratoire. Après avoir validé électriquement le fonctionnement du couplage de cette alimentation avec la lampe, nous avons effectué des mesures de flux spectrique relatif et de flux lumineux ainsi que des mesures de luminances totales de raies résolues en temps. Ces dernières mesures ont conduit à la détermination de la température pour le mode pseudo continu et pour le mode pulsé. En comparant ces mesures avec celles obtenues d'un code de calcul "fluide" , nous avons pu évaluer, caractériser et analyser le comportement dynamique des décharges étudiées et indiquer les limites des modèles. On a en particulier observé que plus l'intensité des impulsions est importante plus est court le temps d'établissement et plus le temps de relaxation augmente. Le phénomène présente la même allure pour une lampe dopée à l'iodure de thallium mais les temps, en particulier les temps de relaxation sont considérablement augmentés. On peut penser que cet effet est lié à la présence de niveaux métastables du thallium et au piégeage de ses raies de résonance. L'influence des impulsions sur le rayonnement est importante pour la partie ultra violette du spectre. En régime d'impulsion on a noté une augmentation de l'efficacité pouvant atteindre 30%. Ces résultats peuvent ouvrir de nouvelles perspectives à la production du rayonnement ultraviolet dans les applications industrielles
The present work deals with feeding, the design and experimental study of mercury discharge lamps of high pressure 400 W, one of which was doped in thallium iodine. A pulsed power supply was measured using the results of simulation obtained by coupling a model of mercury discharge lamp of high pressure with a circuit software. The conception of the model as well as the practical achievement of the pulsed power supply have been done in the laboratory. After having electrically validated the acting of the coupling of feeding with the lamp, we measured energetic spectrical flow and the luminous flow as well as total lightings of lines resolved in time. The latter results led to the determination of temperature for the pseudo continued and pulsed modes. Comparing these measurements with those obtained through a "fluid" calculating code enabled us to evaluate, characterise and analyse the dynamic behaviour of the studied discharges and also indicate the limits of the models. We have particularly noticed that the more intense the impulsions are, the shorter the establishment time is and the longer the relaxation time becomes. This phenomenon is almost the same for a lamp doped in thallium iodine, though times, especially relaxation times, are of considerable increase. Infact, we can relate this effect to the presence of metastable levels of thallium and the snaring of its resonance rays. The influence of impulsions on the radiation is important for the ultra-violet part of the spectrum. In the impulsion regime, efficiency increases and can reach 30%. These results can open new perspectives to the production of ultra-violet radiation in industrial applications

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Ibrahim, Rony. "Focalisation des ondes électromagnétiques pour la transmission d'énergie sans fil." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI109.

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Abstract:

La plupart des développements récents dans la transmission d'énergie sans fil utilisant des ondes électromagnétiques se concentre sur les systèmes de récupération de l'énergie électromagnétique par les systèmes sans fil, tels que les réseaux WiFi. Cependant, la nature intermittente et imprévisible de ces sources ambiantes rend la récupération d'énergie critique pour certaines applications. Dans ce contexte, le transfert d'énergie sans fil sur des distances considérables grâce aux micro-ondes permet le réveil à distance et l'alimentation durable des dispositifs électroniques se trouvant dans une myriade d'applications omniprésentes dans un mode de vie en évolution constante. L'alimentation d'un dispositif électronique sans fil élimine la nécessité de batterie, ce qui réduit sa taille et son coût. Les travaux présentés dans cette thèse s'inscrivent dans la thématique de la Transmission d'Énergie Sans Fil (TESF) dans les milieux intérieurs. Dans les scénarios où l'énergie est transmise volontairement par des microondes, les systèmes utilisant des ondes continues ne sont pas nécessairement les plus efficaces. L'objectif est de réaliser un système complet de TESF avec la focalisation des ondes électromagnétiques (EM) sur le récepteur afin d'augmenter le rendement du transfert énergétique global. Les études présentées durant cette thèse montrent que la technique du Retournement Temporel (RT) se trouve être optimale pour la focalisation des ondes EM. Sa mise en œuvre s'effectue en deux phases. Dans une première phase dite phase d'apprentissage, une impulsion de faible énergie est transmise par une antenne à un autre endroit du milieu. L'antenne réceptrice enregistre un signal constitué d'une succession d'impulsions retardées, plus ou moins atténuées, et liées aux réflexions dans le milieu. Dans une deuxième phase, appelée phase de focalisation, un signal de haute énergie construit à partir du retournement temporel du signal enregistré est transmis par l'une des antennes. À l'aide de cette approche, il en résulte que le signal retourné temporellement se focalise spatio-temporellement sur l'antenne réceptrice sous forme d'une onde pulsée (PW). Ces propriétés sont particulièrement importantes pour la TESF. Au niveau du circuit récepteur, la rectenna (antenne-redresseur) est le dispositif permettant de capter et convertir les PW focalisées en tension continue. Dans ce projet de recherche, une nouvelle rectenna à base des diodes Schottky avec une architecture de doubleur de courant a été conçue, développée et optimisée afin de garantir les performances optimales de conversion des PW. Des mesures expérimentales réalisées démontrent un fonctionnement très performant prédit par la procédure de conception. De plus, les performances obtenues se distinguent parfaitement vis-à-vis de résultats recensés dans l'état de l'art, ce qui fait de ces travaux une innovation
Most recent developments in Wireless Energy Transmission (WET) using electromagnetic (EM) waves focus on designing systems to recover the electromagnetic energy lost by common wireless systems such as Wi-Fi networks. However, the intermittent and unpredictable nature of these ambient sources makes harvesting energy critical for some applications. Hence, the WET over considerable distances using microwaves appears in this context allowing the remote wake-up and wireless powering of electronic devices in a myriad of applications that are a part of the constantly evolution of the way of life. Wireless powering of an electronic device eliminates the need of the battery, which reduces its size and cost. The work presented in this thesis belong to the WET in indoor environments field. When energy is voluntarily transmitted by microwaves, systems using continuous waves are not necessarily the most efficient. The aim of this research project is to achieve a complete WET system by focusing of EM waves at the receiver in order to increase the overall energy transfer efficiency. The studies presented during this thesis show that the time reversal technique (TR) is optimal for the focusing of EM waves. The procedure is carried out in two stages. In the first stage called \textit{learning stage}, a low energy pulse is transmitted by an emitting antenna. Another antenna placed in other location in the medium receives and records a signal made of a succession of delayed pulses, more or less attenuated, and related to reflections on the environment. In a second stage called \textit{focusing stage}, a high-energy signal constructed from the time reversal of the recorded signal is transmitted by one of the antennas. Using this technique, it results that the temporally inverted signal focuses spatio-temporally on the receiving antenna in the form of a Pulsed Wave (PW). These properties are particularly important for the WET. At the receiver circuit, the \textit{rectenna} (rectifying antenna) is the device for capturing and converting focused PW to DC voltage. In this research project, we introduce a novel rectenna design based on Schottky diodes with a current-doubler topology designed, developed and optimized to ensure optimum conversion performance of PW. Experimental measurements demonstrate good performance predicted by the design procedure. Moreover, the performances obtained are perfectly distinct from those found in the state of the art, making this work an innovation in WET domain

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Petitclair, Patrice. "Modélisation et commande de structures FACTS : (Flexible alternative current transmission system) : application au STATCOM (STATic COMpensator)." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0089.

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Abstract:

Le problème de la maîtrise du transport de l'énergie électrique a donné naissance au projet FACTS (Flexible Alternative Current Transmission System) pour améliorer la flexibilité des réseaux de transport existants. Le STATCOM (STATic COMpensator) est un dispositif FACTS dédié à la compensation d'énergie réactive transitant sur le réseau. L'évolution des composants d'électronique de puissance a apporté des solutions technologiques pour la réalisation des structures onduleurs du STATCOM. En tenant compte des diverses structures présentées, un modèle dynamique est construit en utilisant la théorie du modèle moyen généralisé. Il est ensuite validé avec le modèle topologique, lequel décrit le comportement fin de l'onduleur. Afin d'avoir un contrôle robuste du courant réactif du dispositif, une loi de commande non linéaire est élaborée à partir de la théorie de la linéarisation par bouclage. La linéarisation est obtenue au détriment des comportements dynamiques du courant actif et de la tension continue de l'onduleur. Une optimisation de la loi de commande est proposée afin de maîtriser le comportement dynamique de toutes les variables du dispositif. Cette loi de commande est validée sur le modèle topologique après avoir abordé le problème des filtres de mesure. La mise en place de la linéarisation par bouclage nécessite une connaissance des valeurs des composants de la structure. Une estimation ainsi qu'une correction de l'erreur commise sur ces grandeurs sont alors proposées. Le modèle du STATCOM avec ses lois de commande est ensuite inséré dans un logiciel destiné à l'étude du comportement dynamique de réseaux (EUROSTAG). A cet effet, le modèle mis au point prend en compte le comportement dynamique de la structure du STATCOM, et apporte une richesse supplémentaire pour l'étude dynamique des réseaux. L'intérêt de la loi de commande optimisée est mis en évidence comparativement aux solutions classiques
FACTS project (Flexible Alternative current transmission system) was born to ameliorate the Power System Network flexibility problems. The STATCOM (STATic COMpensator) is a FACTS device dedicated for reactive power compensation which transit in the power network

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Andrieu, Christophe. "Contribution à la conception d'alimentations à découpage à absorption sinusoidale." Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0064.

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Abstract:

Le développement des alimentations à découpage évolue avec un environnement changeant par ses contraintes et ses possibilités. La concurrence économique pousse à réduire les volumes, augmenter les rendements et les normes deviennent plus difficiles à respecter. Une meilleure connaissance des composants actifs et passifs permet d'améliorer leurs caractéristiques et ainsi de rationnaliser le dimensionnement. Notre étude vise à la conversion de la tension réseau 230 V efficaces en une tension de sortie continue de 48 V. Le niveau de puissance correspond au maximum disponible sur une prise 16 A, soit 3 kW. Deux fonctions sont concernées : l'absorption sinusoïdale du courant d'entrée pour rendre unitaire le facteur de puissance, et aussi l'isolation et la régulation de la tension de sortie pour un courant de 50 A. Une méthode d'analyse de l'absorption sinusoïdale est proposée et appliquée à. Deux structures : le Flyback jour la conversion mono-étage et le hacheur élévateur pour la prérégulation. Par ailleurs, des solutions de conversion continu-continu sont présentées dans le cadre d'une sortie fort courant. L'objectif est de choisir convenablement les paramètres réglables par le concepteur, à savoir la fréquence et la valeur des éléments inductifs, éléments intermédiaires indispensables lors d'une conversion de source d'une tension en une autre source de tension. Le choix de ces deux éléments se répercute sur l'ensemble du dimensionnement des différentes parties, notamment sur le filtrage haute fréquence rendu obligatoire pour le respect des nonnes. La maquette réalisée permet le respect des normes concernant l'absorption sinusoïdale (CEI 61000-3-2) et est destinée à l'alimentation d'un réseau de télécommunications

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Praing, Chulasa. "Stabilité d'un réseau de transport avec pôles de production et de consommation éloignés en période de forte croissance." Phd thesis, Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG0106.

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Abstract:

Aujourd'hui, l'exploitation des grands réseaux électriques est de plus en plus complexe du fait de l'augmentation de leur taille. De la présence de lignes d'interconnexion de grande longueur, de l'adoption de nouvelles techniques, de contraintes économiques, politiques et écologiques. Ces facteurs obligent les opérateurs à exploiter ces réseaux près de la limite de stabilité et de sécurité. Les situations de pays à forte croissance de consommation accroissent encore les risques d'apparition du phénomène d'instabilité. Pour éviter ce phénomène, l'étude de stabilité (de tension et des angles) est proposée dans cette thèse. Cette étude est un outil très important pour déterminer la possibilité de transfert de puissance dans le contexte de dérégulation future. Le travail de cette thèse est mené grâce à l'utilisation des techniques d'analyse statique et de simulation dynamique avec les logiciels Matlab et Eurostag. Ces techniques sont appliquées principalement au cas du grand réseau (220 et 500 kV) du Vietnam, du réseau test 500 kV BPA aux Etats Unis et à celui du Massif Central français. Dans ce travail, plusieurs techniques d'analyse statique sont présentées de façon à estimer la marge de stabilité et à identifier les lieux critiques pour la stabilité de tension. Les résultats obtenus sont conformes à l'exploitation réelle du réseau du Vietnam. Puis, la simulation dynamique permet d'étudier tous les comportements du réseau de manière plus détaillée pour n'importe quel régime de fonctionnement. Grâce à ces simulations, la réponse de chaque variable des éléments du réseau est observée; les résultats entre les mesures et les simulations sont comparés ; les composants les plus sensibles à la stabilité de tension sont identifiés ainsi que les origines de l'instabilité (de tension ou des angles). Enfin, la combinaison entre l'analyse statique et la simulation dynamique est réalisée pour tirer avantage des deux analyses. Dans certaines conditions critiques, le réseau électrique peut connaître un phénomène d'instabilité. Ce phénomène peut être évité grâce à l'application de mesures préventives et correctrices. Dans cette thèse, trois méthodes de mesures préventives sont présentées : deux méthodes classiques et une nouvelle méthode. Elles servent à diminuer les risques d'instabilité de tension en régime permanent avant ou après une perturbation en utilisant les techniques de l'optimisation du calcul de répartition de puissance. Une nouvelle méthode de mesure correctrice est également présentée dans cette thèse, elle sert à éviter l'instabilité de tension en utilisant la sensibilité des puissances active et réactive avec la tension. Les nœuds critiques, où la charge doit être délestée, sont déterminés par les analyses statiques. Enfin, les solutions, pour améliorer la stabilité (de tension et des angles) et pour éviter l'instabilité, sont données en utilisant des dispositifs de réglage modernes (FACÎS, compensateur de charge, PSS)
Today's opération of large povver Systems is continuously increasing in complexity due to size growth, to high ievel of interconnections, to the use of new techniques, and to economical, political and ecological constraints. Thèse factors lead the operators to operate thèse Systems close to their limit of stability and security. The risk of instability is increasing in case of a strongïy growing power consumption. To avoid this phenomenon, the study of stability (voltage and rotor angle) is proposed in this thesis. This study is a very signtficant mean to détermine available transfer capability (ATC) in deregulated envïronment. The work of this thesis has been conducted vvith the use of the static analysis techniques and dynamic simulation vvith Matlab and Eurostag software. Thèse techniques are applied mainly in the Vietnam povver System {220 and 500 kV), the BPA test System 500 kV in USA and the Massif Central power System in France. In this work, several static analysis techniques are presented in order to estimate the stability margin and to identify the entical areas for the voltage stability. The results obtained are in conformity with the real exploitation of Vietnam povver system. Then, dynamic simulation allows studying ail the behaviors of the system for any opérations. With thèse simulations, the response of each variable of the éléments of the system is observed; the results of measurements and simulations are compared: the components most sensitive to the voltage stability are identified as well as the origins of instability (voltage or rotor angle). In the end, the eombination between the static analysis and dynamic simulation are carried out in order to take advantage from the two analyses. Under certain critical conditions, the povver system can be affected by a phenomenon of instability. This phenomenon can be avoided by applying préventive and corrective measures. In this thesis, three methods of préventive measures are presented: two classical methods and a new method. They are used to decrease the risks of voltage instability in the steady state before or after a disturbance, by using the optimal power flow techniques (OPF). A new method of corrective measure is also presented in this thesis, it is used to avoid the voltage instability by using the sensitivity of the active and reactive power to the voltage. The critical nodes, where the load must be shed, are determined by the static analysis. In the end, several solutions, to improve stability (voltage and rotor angle) and to avoid instability. Are given by using modem reguîatory devices (FACTS, load compensation, PSS)

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Rotoullié, Jean-Charles. "L'utilisation de la technique de marché en droit de l'environnement. L'exemple du système européen d'échange des quotas d'émission de gaz à effet de serre." Thesis, Paris 2, 2015. http://www.theses.fr/2015PA020053.

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Abstract:

L’objectif de cette étude est d’appréhender, à travers l’exemple du système européen d’échange des quotas d’émission de gaz à effet de serre, les conditions d’efficacité d’un instrument particulier de réalisation du développement durable : la technique de marché. Définie comme un instrument de police consistant en la poursuite d’un objectif de politique publique, préalablement défini par les pouvoirs publics, au moyen de la création volontaire d’un marché, c’est-à-dire l’organisation d’échanges d’« unités » entre opérateurs économiques, la technique de marché est utilisée de manière privilégiée en matière environnementale. La création ex nihilo d’un marché pour protéger l’environnement ne doit pas induire en erreur : la technique de marché ne conduit pas à une substitution de la liberté à la puissance publique. Au contraire, la technique de marché n’est efficace que si elle est sous-tendue par une action publique forte. Une intervention permanente – au stade de l’élaboration et de la mise en oeuvre de cet instrument – et multiforme – au niveau international, régional et national – de la puissance publique est nécessaire. La « main invisible » du marché ne produit ses effets que grâce à la « main visible » de la puissance publique
By taking the example of the European Union emission trading system, the objective of the present study is to understand the conditions of effectiveness of a specific tool: the market-based instrument. Market-based instrument is defined as a tool of policing aiming at the achievement of a public policy objective (pre-established by public authorities) with the creation of a market, i.e. the organisation of exchanges of “units” between economic operators. This tool is widely used in environmental law. The ex nihilo creation of a market in order to protect the environment must not mislead: the market-based instrument does not lead to a shift from public action to freedom. To the contrary, the effectiveness of the market-based instrument depends on a strong public action. A permanent (i.e. both during the preparation and the implementation of this tool) and multifaceted (i.e. at international, regional and national levels) public intervention is therefore required. The “invisible hand” of the market could only be effective with the “visible hand” of public authorities

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Sarinana, Toledo Aaron. "COMMANDE DIRECTE ET OBSERVATION DES CONVERTISSEURS DE PUISSANCE : APPLICATION À I'ONDULEUR DE TENSION TRIPHASE." Phd thesis, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00689895.

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Abstract:

Cette thèse concerne la synthèse de lois de commandes et d'observateurs pour l'onduleur de tension triphasé sans neutre raccordé. Celle-ci comporte 4 volets. Le premier volet donne les éléments de modélisation de l'onduleur ainsi que sa représentation dans des différents repères de coordonnées, puis les applications auxquelles on s'intéresse, à savoir la compensation d'énergie réactive et le filtrage actif. La deuxième partie est dédiée à la synthèse d'une loi de commande dite directe à structure variable basée sur le simplexe minimal. Nous y avons surmonté certains des problèmes d'ambiguïté rencontrés dans des approches classiques quand vient le moment de choisir les vecteurs de commande à appliquer. Des comparaisons avec une méthode classique de commande à hystérésis sont présentées afin de mettre en évidence ses principales propriétés. Dans la troisième partie nous présentons une amélioration à la commande directe basée sur le simplexe minimal, qui nous permettra de maîtriser parfaitement la fréquence de commutation et de confiner ainsi le spectre de découpage des courants côté alternatif. Les résultats obtenus ont été encore améliorés par l'introduction d'une compensation des retards induits par l'échantillonnage de la mesure. L'implémentation des algorithmes proposés sur un banc expérimental a confirmé la justesse de résultats théoriques et autres simulations. La dernière partie porte sur l'étude de deux types d'observateurs non linéaires (un observateur de type Kalman et un observateur de type modes glissants) appliqués à l'onduleur de tension, et ce, à des fins de diagnostique (redondance analytique) ou d'économie de capteurs. Des analyses sont présentées pour deux cas en particulier, à savoir l'estimation de la tension du bus continu à partir des mesures des courants du côté alternatif, puis l'observation des courants du côté alternatif à partir de la mesure de la tension continue.

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Abida, Ahmed. "Implémentation et réalisation d'un amplificateur de puissance quatre quadrants." Thèse, 2021. http://depot-e.uqtr.ca/id/eprint/9679/1/eprint9679.pdf.

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Lalande, Émile. "Synthèse de couches optiques par co-dépôt pour les miroirs de LIGO." Thesis, 2021. http://hdl.handle.net/1866/25493.

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Abstract:

En 2015, le Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) a observé pour la première fois des ondes gravitationnelles générées par la fusion de deux trous noirs. Cette observation résulte de 40 ans d’efforts afin de réduire au minimum les sources de bruit qui affectent l’interféromètre. À ce jour, la sensibilité de LIGO, dans son domaine de fréquence le plus sensible, est limitée par la granularité de la lumière d’une part et, d’autre part, par un phénomène de fluctuations thermiques résultat de la dissipation mécanique dans les couches minces qui constituent ses miroirs, en particulier dans le matériau ayant un haut indice de réfraction : l’oxyde de tantale. Une amélioration de la sensibilité permettrait d’observer davantage d’événement, d’autres phénomènes gravitationnels, ainsi que des détails importants permettant de mieux les comprendre. Ce mémoire présente les résultats de nos recherches afin de diminuer le bruit causé par la dissipation mécanique interne dans les couches à haut indice de réfraction. Pour ce faire, des couches d’oxyde de tantale ont été dopées soit au zirconium ou à la fois au zirconium et au titane, par co-dépôt. Des couches avec différentes quantités de dopant ont été synthétisées par pulvérisation cathodique magnétron sur des substrats de silice semblables à ceux de LIGO. Par la suite, la dissipation mécanique, l’épaisseur, la rugosité, la composition, la densité surfacique, et la microstructure ont été caractérisées par suspension nodale, ellipsométrie résolue spectralement, spectrométrie de rétrodiffusion de Rutherford et la spectroscopie Raman. Il appert que le zirconium permet d’augmenter la température de recuit avant la cristallisation, ce qui permet de diminuer plus amplement la dissipation mécanique interne, mais ne change pas la dissipation à une température de recuit donnée. Il a aussi été déterminé que la concentration de titane permettait de diminuer l’angle de perte, peu importe la concentration de zirconium. Une combinaison des deux dopages et un recuit à haute température permet ainsi de recuire par un facteur d’environ 1.5 la dissipation mécanique interne. La différence de coefficient d’expansion thermique durant les recuits à haute température induit cependant des problèmes de craquement des couches, partiellement résolus par l’application d’une couche de recouvrement en silice.
In 2015, the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) observed for the first time gravitational waves generated by the merger of two black holes. This observation was the resut of 40 years of efforts to minimize the noise source which affect the the interferometer. To this date, the sensitivity of LIGO, in its most sensitive frequency domain, is limited by the granularity of the light on one hand, on the other, by a phenomenon of thermal fluctuations resulting from the mechanical dissipation in the thin film of the miroir, in particular in the high refractive index material: tantala. An improvement of the sensitivity would allow the measurement of more events, other gravitational phenomena and some details that would result in a better understanding. This master’s thesis presents results of our research to reduce the noise caused by internal mechanical dissipation in high refractive index layers. To do so, tantala layers were doped with either zirconium and titanium by co-deposition. Layers with different amounts of dopant were synthesized by magnetron sputtering on fused silica substrate similar to those of LIGO. Subsequently, mechanical dissipation, thickness, roughness, composition, areal density and microstructure were characterized by gentle nodal suspension, spectrally resolved ellipsometry, Rutherford backscattering spectroscopy, and Raman spectroscopy. It appears that zirconium allows the annealing temperature to be increased before crystallization which further decreases internal mechanical dissipation, but does not change dissipation at a given annealing temperature. It was also determined that the concentration of titanium reduced the loss angle regardless of the zirconium concentration. A combination of the two dopant and high annealing temperatures thus enables the internal mechanical dissipation to be lower by a factor of 1.5.The difference in thermal expansion coefficient during high temperature annealing, however, induces layer cracking problems, partially resolved by the application of a silica cap.

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Petitclair, Patrice. "Modélisation et Commande de structures FACTS : (Flexible Alternative CUITent Transmission System) Application au STATCOM (STATic COMpensator)." Phd thesis, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00909634.

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Abstract:

Le problème de la maîtrise du transport de l'énergie électrique a donné naissance au projet FACTS (Flexible Alternative Current Transmission System ! Pour améliorer la flexibilité des réseaux de transport existants. Le ST A TCOM (ST ATic COMD*~ n s ator) est un dispositif FACTS dédié à la compensation d'énergie réactive transitant sur le réseau . L'évolution des composants d'électronique de puissance a apporté des solutions technologiques pour la réalisation des structures onduleurs du STATCOM. En tenant compte des diverses structures présentées, un modèle dynnamique est construit en utilisant la théorie du modèle moyen généralisé. Il est ensuite validé avec le modèle topologique, lequel décrit le comportement fin de l'onduleur. Afin d' avoir un contrôle robuste du courant réactif du dispositif, une loi de commande non linéaire est élaborée à partir de la théorie de la linéarisation par bouclage. La linéarisation est obtenue au détriment des comportements dynamiques du courant actif et de la tension continue de l' onduleur. Une optimisation de la loi de conunande est proposée afin de maîtriser le comportement dynamique de toutes les variables du dispositif. Cette loi de commal1de est validée sur le modèle topologique après avoir abordé le problème des filtres de mesure. La mise en place de la linéarisation par bouclage nécessite une connaissance des valeurs des composants de la structure. Une estimation ainsi qu'une correction de l'erreur commise sur ces grandeurs sont alors proposées. Le modèle du ST A TCOM avec ses lois de commande est ensuite inséré dans un logiciel destiné à l' étude du comportement dynamique de réseaux (EUROSTAG). A cet effet, le modèle mis au point prend en compte le comportement dynamique de la structure du ST A TCOM, et apporte une richesse supplémentaire pour l 'étude dynamique des réseaux. L'intérêt de la loi de commande optimisée est nus en évidence comparativement aux solutions classiques.

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Shink, Rosalie. "Caractérisation et optimisation des paramètres physiques du Ta₂O₅ affectant le facteur de qualité de miroirs diélectriques." Thesis, 2019. http://hdl.handle.net/1866/24377.

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Abstract:

Ce mémoire présente les efforts effectués pour réduire l'angle de perte de couches de pentoxyde de tantale amorphes telles qu'utilisées pour les miroirs de LIGO. Afin d'améliorer le niveau de relaxation des couches, celles-ci ont été déposées par pulvérisation cathodique magnétron à des températures allant de 50 °C à 480 °C, elles ont subi un recuit thermique rapide, elles ont été implantées par des ions d'oxygène, elles ont été déposées par pulvérisation cathodique magnétron en appliquant une tension de polarisation sur le substrat lors du dépôt allant de 0 V à -450 V et elles ont été déposées par pulvérisation cathodique magnétron pulsée à haute puissance dans le cadre de différentes expériences. L'angle de perte, l'épaisseur, la rugosité, l'indice de réfraction, la composition atomique, la contrainte, l'état de relaxation et le module de Young des couches ont par la suite été trouvés à l'aide de l'ellipsométrie spectralement résolue, la spectrométrie de rétrodiffusion de Rutherford, la détection des reculs élastiques, la spectroscopie Raman, la diffraction de rayons X et la nano-indentation. Il a été trouvé que la température de dépôt améliorait légèrement le degré de relaxation des couches jusqu'à 250 °C, mais qu'elle avait peu d'impact après recuit. Aussi, lors de dépôt à température de la pièce, une forte tension de polarisation réduit l'angle de perte, mais cet effet est encore une fois perdu suite au recuit. Les autres méthodes mentionnées ci-dessus n'ont pas influencé le degré de relaxation des couches selon l'angle de perte, la spectroscopie Raman et la diffraction de rayons X. Cette recherche a été réalisée avec le support financier du CRSNG et du FRQNT (numéro de dossier 206976).
This master's thesis presents the experiments made to reduce the loss angle of tantala coatings similar to those used in LIGO. To improve the relxation level of the coatings they were deposited by magnetron sputtering at temperatures varying from 50 °C to 480 °C. They were also subjected to rapid thermal annealing, and oxygen implantation. In another experiment, the coatings were deposited by magnetron sputtering with substrate biasing varying from 0 V to -450 V at room temperature and at 250 °C. Finally, the coatings of tantala were deposited by high power impulse magnetron sputtering. The loss angle, thickness, roughness, refractive index, atomic composition, stress, the relaxation state and Young's modulus of the coatings were characterized using spectroscopic ellipsometry, Rutherford backscattering, elastic recoil detection, Raman spectroscopy, X-ray diffraction and nanoindentation. It was found that the deposition temperature improved the loss angle until it reached 250 °C. However, annealing the coatings had a superior impact and the influence of the deposition temperature was not visible after annealing. When was applied a high bias to the susbtrate at room temperature, the obtained coating was slightly more relaxed than when a low bias was applied but this effect is, once again, insignificant after annealing. The other methods of deposition mentioned did not improve the loss angle or modify the relaxation state found by Raman spectroscopy and X-ray diffraction of the tantala coatings. This research was made with the financial support of the NSERC and of the FRQNT (file number 206976).

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Dissertations / Theses on the topic 'Compensation de la puissance pulsée'

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