2021-2022 / ELEC0041-1

Modelling and design of electromagnetic systems

Durée

26h Th, 26h Pr

Nombre de crédits

 Master : ingénieur civil biomédical, à finalité5 crédits 
 Master : ingénieur civil électricien, à finalité5 crédits 
 Master : ingénieur civil électromécanicien, à finalité5 crédits 
 Master : ingénieur civil physicien, à finalité5 crédits 

Enseignant

Christophe Geuzaine

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue anglaise

Organisation et évaluation

Enseignement au deuxième quadrimestre

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Description du cours : Ce cours présente les méthodes numériques modernes de modélisation et de simulation de phénomènes électromagnétiques, ainsi que les règles de base permettant la conception des systèmes électromagnétiques.
Table des matières : La première partie du cours est consacrée à l'étude des techniques de type éléments finis pour l'électromagnétisme, et de règles de base utilisées pour la conception des dispositifs électromagnétiques. Les modèles électrostatique, magnétostatique, magnétodynamique, électrocinétique et électromagnétique sont présentés. Différents régimes de fonctionnement sont considérés, de même que la prise en compte de divers couplages (thermique, mécanique, circuits électriques et électroniques). L'accent est mis tant sur les bases mathématiques des méthodes et modèles étudiés que sur leur implémentation pratique dans un code de calcul.
La deuxième partie est consacrée à l'étude de thématiques ou de problèmes spécifiques, à travers la réalisation de projets individuels et de groupe. Quelques applications couvertes au cours des dernières années : prévention du claquage dans une salle haute-tension, champs magnétique produit par des câbles souterrains, moteur de voiture électrique, antenne de micro-satellite, électrovanne de fusée, cellule solaire haute concentration, contrôle d'attitude de satellite, courants induits dans le corps humain, capacité d'un semiconducteur en déplétion, microbobine, chauffage par induction, électro-encéphalogramme, magnétron, diffraction par des micro-mirroirs, etc.

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

A l'issue du cours l'étudiant possèdera une vue générale des techniques de conception, de modélisation et de simulation en électromagnétisme, et sera en mesure de simuler le fonctionnement d'un dispositif par éléments finis avec les logiciels open source Gmsh et GetDP.

 

Ce cours contribue aux acquis d'apprentissage I.1, I.2, II.1, II.2, III.1, III.2, III.3, III.4, IV.1, IV.2, V.1, VI.1, VI.2, VII.1, VII.2, VII.3, VII.4, VII.5 du programme d'ingénieur civil en génie biomédical.


Ce cours contribue aux acquis d'apprentissage I.1, I.2, II.1, II.2, III.1, III.2, III.3, III.4, IV.1, IV.2, IV.6, V.1, VI.1, VI.2, VII.1, VII.2, VII.3, VII.4, VII.5 du programme d'ingénieur civil électricien.

Ce cours contribue aux acquis d'apprentissage I.1, I.2, II.1, II.2, III.1, III.2, III.3, III.4, IV.1, IV.2, IV.3, V.1, VI.1, VI.2, VII.1, VII.2, VII.3, VII.4, VII.5 du programme d'ingénieur civil électromécanicien.


Ce cours contribue aux acquis d'apprentissage I.1, I.2, II.1, II.2, III.1, III.2, III.2, III.3, III.3, III.4, IV.1, IV.2, V.1, VI.1, VI.2, VII.1, VII.2, VII.3, VII.4, VII.5 du programme d'ingénieur civil physicien.

Savoirs et compétences prérequis

Cours d'analyse mathématique et cours d'analyse numérique.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Cours théoriques, séances pratiques sur ordinateur, projets individuels et de groupe.
Le nombre de projets varie d'une année à l'autre, mais est typiquement de 3 ou 4. Le premier projet est assigné en début du quadrimestre, e.g. la deuxième ou troisième semaine de cours. La date de remise du rapport du dernier projet coincide habituellement avec la fin du quadrimestre.

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Combinaison d'activités d'apprentissage en présentiel et en distanciel

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

Cf. le site web du cours.

Modalités d'évaluation et critères

Rapports de projets.

Stage(s)

Remarques organisationnelles

Contacts

Prof. C. Geuzaine (cgeuzaine@uliege.be)