Étude d’une tour instrumentée et de son impact sur le champ électromagnétique de la foudre
Des informations générales:
Le niveau |
Master |
Titre |
Étude d’une tour instrumentée et de son impact sur le champ électromagnétique de la foudre |
SPECIALITE |
Électrotechnique |
Page de garde:
Sommaire:
Chapitre I Généralités sur le phénomène de la foudre
I.1 Introduction
I.2. Historique
1.2.1 Époque des croyances
1.2.2 Nature du phénomène de foudre
1.3 Électricité atmosphérique (Le condensateur terrestre).
1.4 Phénomène de foudre.
1.4.1 La foudre
I.4.2 Formation de la foudre
I.4.3 Électrisation du nuage
I.4.4 Différents types de décharges.
1.4.4.1 Décharges intra- nuages
1.4.4.2 Décharges inter nuages
I.4.4.3 Décharges nuage – sol.
I.5 Classification et description des coups de foudre
I.5.1 Classification des coups de foudre.
1.5.2 Déroulement d’un coup de foudre
1.5.2.1 Coup de foudre descendant négatif
1.5.2.2 Coup de foudre descendant positif.
1.5.2.3 Coup de foudre ascendant (négatif et positif)
I.6 Le traceur.
I.7 Étude expérimentale du phénomène de foudre
I.7.1 Déclenchement artificiel de la foudre
I.7.2 Utilisation des tours instrumentées de la foudre
1.7.3 Utilisation des systèmes de détection de la foudre
I.8 L’arc en retour
I.9 Courant de foudre.
I.10 Effets de la foudre
I.10.1 Effets électriques
I.10.2 Effets thermiques.
I.10.3 Effets électrodynamiques.
I.10.4 Effets électrochimiques.
I.10.5 Effets liés aux champs électromagnétiques.
I.11 Systèmes de protection contre la foudre
I.11.1 Les systèmes de protection contre les effets directs.
I.11.1.1 Les paratonnerres à tige simple.
I.11.1.2 Les cages maillées
I.11.1.3 Le fil de garde ou fil tendu
I.11.2 Les systèmes de protection contre les effets indirects.
I.12 Conclusion
Chapitre II Modélisation d’un champ électromagnétique de la foudre
II.1 Introduction
II.2 Modélisation du courant de l’arc en retour dans le canal de foudre initié au sol 38
II.2.1 Classification des modèles de l’arc en retour
II.2.2 Modèles d’ingénieurs
II.2.2.1 Modèle de Bruce et Golde (BG)
II.2.2.2 Modèle de ligne de transmission (Transmission Line, TL).
II.2.2.3 Modèle de ligne de transmission modifiée (MTL).
A- modèle de ligne de transmission modifié avec une atténuation exponentielle
“Modified Transmission Line with Exponential decay” (MTLE) [35] .
B- modèle de ligne de transmission modifié avec une décroissance linéaire MTLL 42
II.2.2.4 Modèle de la source de courant progressive (TCS).
II.3 Généralisation des modèles d’ingénieur
II.4 Représentation analytique du courant d’arc en retour à la base du canal
II.4.1 Modèle bi-exponentiel
II.4.2 Modèle de Heidler
II.5 Distribution du courant dans la tour et dans le canal de foudre.
II.6 Modélisation du courant de l’arc en retour dans le canal et le long de l’objet élevé 49
II.6.1 Modèle de Rachidi et al
II.6.2 Modèle de Baba et Rakov
II.6.3 Différence entre le modèle de Rachidi et le modèle de Baba
II.7 Notions de courant contaminé et de courant non contaminé
II.8 Calcul du champ électromagnétique par la méthode des différences finies FDTD 52
II.8.1 Principes de base de la méthode FDTD
II.8.1.1 Équations de base
II.8.1.2 Conditions aux limites absorbantes
II.8 Conclusion
Chapitre III Simulation du champ EM généré par l’interaction d’un coup de foudre
avec la tour Gaisberg
III.1 Introduction
III.2 Étude et simulation
III.2.1 Tour Gaïsberg
III.2.2 Géométrie du problème
III.2.3 Formulation du champ électromagnétique
III.2.4 Conditions aux limites
III.2.5 Paramètres de la simulation
III.2.6 Paramètres du courant de court-circuit.
III.3 Résultats de simulation.
III.3.1 Champ électrique vertical.
III.3.2 Champ électrique radial
III.3.2 Champ magnétique azimutal
III.4 Conclusion
I.1 Introduction
I.2. Historique
1.2.1 Époque des croyances
1.2.2 Nature du phénomène de foudre
1.3 Électricité atmosphérique (Le condensateur terrestre).
1.4 Phénomène de foudre.
1.4.1 La foudre
I.4.2 Formation de la foudre
I.4.3 Électrisation du nuage
I.4.4 Différents types de décharges.
1.4.4.1 Décharges intra- nuages
1.4.4.2 Décharges inter nuages
I.4.4.3 Décharges nuage – sol.
I.5 Classification et description des coups de foudre
I.5.1 Classification des coups de foudre.
1.5.2 Déroulement d’un coup de foudre
1.5.2.1 Coup de foudre descendant négatif
1.5.2.2 Coup de foudre descendant positif.
1.5.2.3 Coup de foudre ascendant (négatif et positif)
I.6 Le traceur.
I.7 Étude expérimentale du phénomène de foudre
I.7.1 Déclenchement artificiel de la foudre
I.7.2 Utilisation des tours instrumentées de la foudre
1.7.3 Utilisation des systèmes de détection de la foudre
I.8 L’arc en retour
I.9 Courant de foudre.
I.10 Effets de la foudre
I.10.1 Effets électriques
I.10.2 Effets thermiques.
I.10.3 Effets électrodynamiques.
I.10.4 Effets électrochimiques.
I.10.5 Effets liés aux champs électromagnétiques.
I.11 Systèmes de protection contre la foudre
I.11.1 Les systèmes de protection contre les effets directs.
I.11.1.1 Les paratonnerres à tige simple.
I.11.1.2 Les cages maillées
I.11.1.3 Le fil de garde ou fil tendu
I.11.2 Les systèmes de protection contre les effets indirects.
I.12 Conclusion
Chapitre II Modélisation d’un champ électromagnétique de la foudre
II.1 Introduction
II.2 Modélisation du courant de l’arc en retour dans le canal de foudre initié au sol 38
II.2.1 Classification des modèles de l’arc en retour
II.2.2 Modèles d’ingénieurs
II.2.2.1 Modèle de Bruce et Golde (BG)
II.2.2.2 Modèle de ligne de transmission (Transmission Line, TL).
II.2.2.3 Modèle de ligne de transmission modifiée (MTL).
A- modèle de ligne de transmission modifié avec une atténuation exponentielle
“Modified Transmission Line with Exponential decay” (MTLE) [35] .
B- modèle de ligne de transmission modifié avec une décroissance linéaire MTLL 42
II.2.2.4 Modèle de la source de courant progressive (TCS).
II.3 Généralisation des modèles d’ingénieur
II.4 Représentation analytique du courant d’arc en retour à la base du canal
II.4.1 Modèle bi-exponentiel
II.4.2 Modèle de Heidler
II.5 Distribution du courant dans la tour et dans le canal de foudre.
II.6 Modélisation du courant de l’arc en retour dans le canal et le long de l’objet élevé 49
II.6.1 Modèle de Rachidi et al
II.6.2 Modèle de Baba et Rakov
II.6.3 Différence entre le modèle de Rachidi et le modèle de Baba
II.7 Notions de courant contaminé et de courant non contaminé
II.8 Calcul du champ électromagnétique par la méthode des différences finies FDTD 52
II.8.1 Principes de base de la méthode FDTD
II.8.1.1 Équations de base
II.8.1.2 Conditions aux limites absorbantes
II.8 Conclusion
Chapitre III Simulation du champ EM généré par l’interaction d’un coup de foudre
avec la tour Gaisberg
III.1 Introduction
III.2 Étude et simulation
III.2.1 Tour Gaïsberg
III.2.2 Géométrie du problème
III.2.3 Formulation du champ électromagnétique
III.2.4 Conditions aux limites
III.2.5 Paramètres de la simulation
III.2.6 Paramètres du courant de court-circuit.
III.3 Résultats de simulation.
III.3.1 Champ électrique vertical.
III.3.2 Champ électrique radial
III.3.2 Champ magnétique azimutal
III.4 Conclusion
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