Définition, conception et expérimentation de structures d’actionneurs électromécaniques innovants incluant par conception des fonctionnalités de sûreté et de sécurité de fonctionnement

Avec l’avenement des nouvelles generations d’avions civils et militaires, la demarche d’electrification des fonctions de commande de vol est aujourd’hui pleinement engagee, depuis les interfaces homme-machine jusqu’aux actionneurs de puissance. En vue de s’affranchir definitivement des inconvenients propres a l’utilisation de l’energie hydraulique, l’utilisation d’actionneurs purement electromecaniques (EMA) constitue en toute logique une etape clef des evolutions technologiques a venir. Ce projet de recherche a pour objectif de developper l'une des briques technologiques majeures du systeme d’actionnement - le moteur electrique - pour pouvoir effectuer demain le saut technologique vers l'avion plus electrique, qui est l'electrification complete des systemes d'actionnement des commandes de vol. Une premiere partie permet de se familiariser avec le domaine des actionneurs electromecaniques destines aux applications aeronautiques et plus particulierement aux commandes de vols. Apres avoir rappele le role et les evolutions qu’ont connues les commandes de vol durant la derniere decennie, les technologies hydrauliques et electriques usuelles sont presentees. L’environnement severe associe au domaine aeronautique implique des contraintes de surete de fonctionnement qui sont alors definies plus precisement au niveau des systemes electromecaniques. Une analyse des defauts electriques susceptibles de se produire au sein des actionneurs electromagnetiques est dans un dernier temps effectuee. Une seconde partie se focalise sur la definition de criteres de dimensionnement des actionneurs electromagnetiques qui lui permettent de supporter les defauts electriques precedemment mis en avant. Profitant de l’emergence de materiaux magnetiques composites qui facilitent la definition de pieces magnetiques compressees a structure geometrique complexe, un concept d’actionneur a aimants permanents et stator modulaire est defini et baptise Aximag. Une troisieme partie se concentre sur la realisation d’un demonstrateur qui reponde a un cahier des charges du type commande de vol. Une etude analytique est realisee dans le but d’observer les axes de dimensionnement et les possibilites de la machine Aximag. Enfin dans une quatrieme et derniere partie sont presentes et analyses les simulations numeriques ainsi que les essais de caracterisation des demonstrateurs. Au travers du couple statique, du couple dynamique et aussi de parametres electriques comme les inductances propres et mutuelles, les demonstrateurs sont etudies. Une analyse critique de la technologie proposee ainsi que les perspectives d’evolution viennent alors conclure l’ensemble des travaux realises.