Modélisation et contrôle d'un réfrigérateur cryogénique : Application à la station 800W à 4.5K du CEA Grenoble

Cette these concerne le developpement de nouvelles strategies de controle d’unrefrigerateur cryogenique soumis a de fortes variations de charge thermique. De telles perturbationsvont se rencontrer lors du refroidissement des aimants supraconducteurs des futurs reacteurs defusion (tokamak JT-60SA par exemple).La modelisation d’un refrigerateur de test, offrant une capacite de refroidissement de 800Wa 4.5K, a ete effectuee sous le logiciel Matlab/Simulink. Celle-ci est basee sur les equationstheoriques de la thermodynamique, de la thermique et de l’hydraulique et prend en compte lesproprietes non lineaire de l’helium a basse temperature.A partir de ce modele, une strategie de controle multivariable a ete proposee sur les deuxparties du refrigerateur : la station de compression et la boite froide. Les resultats experimentauxmontrent de nettes ameliorations et une plus grande stabilite du refrigerateur en presence decharges pulsees par rapport a la strategie initiale (PI).Un observateur de la charge thermique du bain d’helium liquide a egalement ete developpe.Le modele utilise est construit par identification a partir de mesures internes au refrigerateur. Ilpourrait servir comme outil de surveillance aux operateurs.