2024-2025 / ELEC0041-1

Modelling and design of electromagnetic systems

Durée

26h Th, 26h Pr

Nombre de crédits

 Master : ingénieur civil physicien, à finalité approfondie (années impaires, pas organisé en 2024-2025) 5 crédits 
 Master : ingénieur civil en génie de l'énergie à finalité spécialisée en Energy Conversion (années impaires, pas organisé en 2024-2025) 5 crédits 
 Master : ingénieur civil électromécanicien, à finalité spécialisée en énergétique (Inscriptions closes) (années impaires, pas organisé en 2024-2025) 5 crédits 
 Master : ingénieur civil électricien, à finalité spécialisée "Smart grids" (années impaires, pas organisé en 2024-2025) 5 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 de modélisation et de simulation numérique de phénomènes électromagnétiques, et leur application à la conception de systèmes électromagnétiques.

Table des matières :

La partie théorique du cours est consacrée à l'étude des méthodes d'éléments finis pour l'électromagnétisme, de modèles statiques (électrostatique, électrocinétique, magnétostatique) et quasi-statiques (électrodynamique, magnétodynamique) à la propagation d'ondes électromagnétiques. L'accent est mis tant sur les bases mathématiques des méthodes et modèles étudiés que sur leur utilisation pour résoudre des problèmes pratiques : résolution fréquentielle ou temporelle, gestion des grandeurs globales et couplage circuit, traitement des non-linéarités, calcul des forces et couplage mécanique, couplage thermique, ...

La partie pratique du cours 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, câble électrique haute-tension, chauffage micro-ondes, modélisation de supraconducteurs, 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 2 ou 3. 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

Supports de cours, lectures obligatoires ou recommandées

Cf. le site web du cours.

Modalités d'évaluation et critères

Rapports de projets.

Stage(s)

Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours

Cours organisé uniquement les années académiques impaires (i.e. pas organisé en 2024-2025)

Contacts

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

Association d'un ou plusieurs MOOCs