Doctorat en Electronique et Électrotechnique

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https://dspace.univ-chlef.dz/handle/123456789/1258

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    Nitrogen Oxides Reduction by Using Cold Plasma Discharge (Réduction des Oxydes d'azote par Plasma Froid de Décharge)
    (Djilali BENYOUCEF, 2026) LABDOUNI, Nesrine
    This thesis reports a detailed numerical investigation of nitrogen oxides (NOₓ) mitigation using a dielectric barrier discharge (DBD) reactor operating at atmospheric pressure. The study examines the electrical behavior of the discharge, including voltage–current characteristics, discharge power, and specific energy density, and investigates their relationship with NOₓ removal performance. Simulations were performed for various working gas compositions (69% N₂, 20% O₂, and 1% Ar), and a simulated exhaust gas containing NO, under different operating conditions such as applied voltage(10kV), excitation frequency(3kHz), and NO flow rate. The numerical model was developed and implemented using COMSOL Multiphysics to analyze the coupled plasma dynamics and chemical kinetics involved in the discharge process. Particular attention is given to the temporal development of micro-discharges in order to elucidate the plasma-chemical pathways responsible for the generation of reactive species, including atomic oxygen, ozone, and electronically excited molecules of nitrogen and oxygen. These species are shown to govern the oxidation of NO and its subsequent transformation into NO₂, N₂O₅, and other less hazardous nitrogen compounds. The simulations were carried out for atmosphericpressure gas mixtures composed of N₂, O₂, Ar, and NO under optimized operating conditions. The results indicate that higher applied voltages, combined with the presence of low oxygen fractions, markedly increase the formation of oxidative radicals, thereby improving NO conversion efficiency. In addition, the effect of argon admixture is analyzed, revealing its role in enhancing electron-impact processes and discharge homogeneity, which in turn leads to improved plasma reactivity. The obtained results demonstrate a NO reduction efficiency reaching approximately 99% under optimal operating conditions, confirming the strong potential of DBD plasma technology for air pollution control. The energetic performance of the process is evaluated to assess its suitability for large-scale implementation. Overall, the outcomes confirm that non-thermal plasma generated by DBD reactors constitutes an effective, energy-efficient, and environmentally sustainable approach for NOₓ reduction. The reactor demonstrates significant removal efficiencies, underscoring its potential for advanced air purification. Finally, strategies for reactor optimization and prospects for coupling DBD technology with catalytic systems are discussed.
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    Advanced Control of a Multi-Level Structure Active Power Filter
    (BOUYAKOUB Ismail, 2026) BOUHADJI, FATIHA
    Harmonic distortion caused by nonlinear loads remains a major challenge for modern electrical networks, as it degrades power quality, increases system losses, and accelerates the aging of grid components. Conventional passive filters provide only partial mitigation and lack adaptability under varying operating conditions. To overcome these limitations, active power filters have emerged as an effective solution for harmonic suppression and reactive power compensation. This thesis focuses on the design and control of a parallel active power filter based on a three-level Neutral Point Clamped (NPC) inverter. The Direct Current Control (DCC) method is employed for harmonic current detection, while an advanced Third-Order Sliding Mode Control (TOSMC) strategy is adopted to overcome the drawbacks of conventional controllers, such as sensitivity to parameter variations, steady-state errors, and limited dynamic performance. TOSMC offers improved stability, high tracking precision, and reduced chattering, making it particularly well-suited for power quality applications.In addition, a photovoltaic generator is integrated through the DC link, enabling the system not only to compensate harmonics but also to inject renewable active power into the grid. Simulation results demonstrate significant improvements in harmonic reduction, reactive power compensation, and overall system stability, confirming the effectiveness of the proposed approach.
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    Modeling of a System Comprising a Dielectric Barrier Discharge in a CH₄/Ar Mixture and a SOFC Fuel Cell
    (Mohamed MOSTEFAOUI / Djilali BENYOUCEF, 2026-02-22) NEDJAR, Yahia Mohamed Amine
    The transition toward sustainable energy systems requires the development of efficient and environmentally friendly technologies for hydrogen production and utilization. Hydrogen, with its high energy density and clean electrochemical conversion into electricity in fuel cells, represents a promising energy carrier for future transportation, power generation, and industrial applications. However, conventional production methods remain energy-intensive and carbon-dependent, motivating the investigation of alternative approaches. Non-thermal plasmas, particularly dielectric barrier discharges (DBDs), offer a promising route for methane conversion and hydrogen production under near-ambient conditions without external heating. In this work, a comprehensive fluid-based plasma model was developed to investigate the behavior of an Ar/CH₄ dielectric barrier discharge. The model incorporates electron energy kinetics, detailed plasma chemistry, and self-consistent transport equations for charged species and electric fields. Parametric simulations were performed to analyze the influence of applied voltage, frequency, and gas composition on discharge dynamics, radical formation, methane conversion, and hydrogen yield. The results demonstrate that argon addition enhances plasma stability and electron density through metastable-assisted processes, improving hydrogen selectivity at intermediate mixing ratios. In a complementary investigation, hydrogen utilization was examined through a Multiphysics model of an anode-supported SOFC. The coupled analysis of mass transport, electrochemical reactions, and thermal effects provided insights into the influence of fuel composition, stoichiometric ratio, and operating temperature on electrochemical performance. The results highlight the sensitivity of cell efficiency and current distribution to hydrogen availability and operating conditions. Overall, this thesis presents two complementary modeling investigations addressing key stages of the hydrogen energy pathway: plasma-assisted production and electrochemical conversion. Although developed independently, these studies contribute to a broader understanding of hydrogen-based energy technologies and support the advancement of cleaner energy systems
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    Modeling and intelligent load frequency control of an islanded microgrid. ( FR : Modélisation et contrôle intelligent de la fréquence de charge d’un microgrid ilôté)
    (HELAIMI M'hamed, 2026) ALOUACHE, BENALI
    This thesis presents a comprehensive study on the modeling, analysis, and control of hybrid microgrid systems with a primary focus on frequency stability. The work begins with a review of microgrid concepts, classifications, and applications, highlighting their role in reducing emissions, improving efficiency, and providing reliable power in isolated regions. Accurate mathematical models of renewable and conventional energy sources, as well as Plug-in Hybrid Electric Vehicles (PHEVs) as flexible storage units, were developed to capture system dynamics and support effective control design. A Multi-Stage PID (MPID) controller was proposed and tuned using both conventional methods (ZN and CDM) and advanced optimization algorithms (CSA and ACO). Results showed significant improvements in frequency regulation compared to classical PID controllers. The study was further extended with Type-1 and Type-2 Fuzzy Logic, which enhanced robustness and adaptability against uncertainties and stochastic variations. The findings confirm that frequency stability is a cornerstone for reliable microgrid operation, especially in islanded mode where renewable energy variability is most pronounced. By integrating advanced control strategies and flexible storage such as PHEVs, hybrid microgrids can achieve higher resilience, flexibility, and sustainability. The proposed framework offers valuable insights for researchers, engineers, and policymakers in developing efficient, clean, and decentralized energy systems that meet growing global electricity demands while supporting long-term energy security and environmental goa
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    Contribution to the Control of a Hybrid Renewable Energy Generation System Supplying an Active Power Filter with Intelligent Energy Management
    (BOUYAKOUB Ismail / MEHEDI Fayçal, 2026) REGUIEG, ZAKARIA
    The increasing global demand for clean and sustainable energy has driven the widespread integration of renewable energy sources (RES), particularly photovoltaic (PV) and wind systems, into modern power grids. However, the inherent intermittency of these sources, coupled with the presence of nonlinear loads and the variability of power demand, poses significant challenges to power quality (PQ) and system stability. This thesis presents a comprehensive framework for the design, control, and management of a hybrid PV–wind microgrid that ensures efficient energy utilization and enhanced PQ under dynamic operating conditions. An intelligent energy management system (EMS) is developed to coordinate the energy flow between renewable sources, battery energy storage, and the grid, considering load requirements and system constraints. Advanced artificial intelligence-based Maximum Power Point Tracking (MPPT) techniques are proposed to optimize energy harvesting from RESs in real time. Additionally, series, shunt, and hybrid active power filters are integrated to mitigate harmonic distortions, voltage fluctuations, and waveform unbalance. The proposed system is modeled and validated through simulation studies under various scenarios, including nonlinear loads and grid disturbances. The results demonstrate significant improvements in total harmonic distortion (THD), voltage regulation, energy efficiency, and system reliability, making the framework a robust and scalable solution for next-generation smart and resilient power networks.
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    Contribution a la Commande des Convertisseurs Multi-niveaux pour L'entraînement d’un Véhicule Electrique Multi-sources
    (TALEB Rachid / MEHEDI Fayçal, 2026) DJAFER, Lemya
    Les véhicules électriques (VEs) suscitent un intérêt croissant en tant que solution prometteuse face à la crise énergétique et aux enjeux environnementaux. Actuellement, les VE utilisent une grande variété de dispositifs d’électronique de puissance pour fournir l’énergie nécessaire au moteur, tout en assurant un fonctionnement efficace à des niveaux de tension élevés. Dans ce contexte, les onduleurs multi-niveaux ont été développés afin de surmonter les limites des convertisseurs conventionnels. Cette thèse a pour objectif de développer une nouvelle structure multiniveaux, visant à améliorer les performances des véhicules électriques alimentés par plusieurs sources d’énergie. Le travail porte notamment sur l’étude d’une nouvelle topologie hybride asymétrique d’onduleur à 21-niveaux, caractérisée par une commutation réduite, dans le but d’optimiser la qualité de la tension de sortie et, par conséquent, les performances globales du VE. L’onduleur proposé est conçu pour alimenter un moteur synchrone à aimants permanents (MSAP). Le contrôle du moteur est d’abord assuré par une commande en mode glissant, la technique (SMC) est trés prisée car elle permet de rejeter efficacement les variations internes des paramètres ainsi que les perturbation extérieurs. Toutefois, en raison des limitations de cette méthode, notamment le phénomène de broutement (chattering), une technique améliorée a été développée : la commande en mode glissant flou hybride (HFSMC), permettant de réduire significativement ce phénomène. Le système global du VE est alimenté par deux sources d’énergie : une pile à combustible en tant que source principale, et un super-condensateur en tant que source secondaire. Des simulations ont été réalisées pour évaluer les performances de la nouvelle topologie d’onduleur, notamment en ce qui concerne l’amélioration de la qualité de la tension de sortie et la réduction du taux de distorsion harmonique total (THD). Une autre série de simulations a également été menée sur le système complet du VE. Les résultats obtenus ont démontré la fiabilité et l’efficacité du système proposé.
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    Commande robuste d'une GADA intégrée dans un système éolien (mode local, mode connecté au réseau stable et déséquilibré)
    (BESSAAD TAEIB / ALI MOUSSA MOHAMED, 2025) L’HADJ, SAID MOHAMMED
    Voici le texte extrait de l’image : --- Dans le cadre de la transition énergétique et de la promotion des énergies renouvelables, cette thèse s’intéresse à la modélisation, à la commande et à l’optimisation d’un système de conversion d’énergie éolienne basé sur une génératrice asynchrone à double alimentation (GADA). Après une étude approfondie des différentes architectures d’éoliennes et des types de génératrices existantes, la GADA a été retenue pour ses avantages en termes de fonctionnement en vitesse variable, de rendement énergétique et de réduction de la taille du convertisseur. La première partie du travail a porté sur la modélisation électromécanique complète de la chaîne de conversion et sur l’implémentation d’une commande vectorielle des puissances active et réactive. Ensuite, deux approches avancées de commande non linéaire, basées sur la théorie des modes glissants d’ordre 1 et d’ordre 2, ont été développées pour améliorer la robustesse du système face aux perturbations et réduire l’effet de chattering. Une architecture hybride autonome, composée d’une GADA et d’une machine synchrone à aimants permanents (MSAP), a été étudiée pour l’alimentation de charges isolées. Des simulations numériques ont été réalisées sous MATLAB/Simulink pour évaluer le comportement du système en présence de charges linéaires et non linéaires. L’introduction d’un filtre LC a permis de corriger les distorsions harmoniques et d’assurer une tension stable. Ce travail démontre la pertinence des stratégies de commande avancées pour améliorer les performances, la fiabilité et la qualité de l’énergie dans les systèmes éoliens modernes. Des perspectives de recherche sont proposées, incluant l’intégration de stratégies sans capteurs, la prise en compte des phénomènes non linéaires de la machine, et l’ajout de dispositifs de stockage d’énergie. --- Si tu veux, je peux aussi te faire un **résumé ultra structuré (type examen ou soutenance)** ou une version **en anglais académique**.
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    Experimental and Numerical Study of the Effect of Geometry and Climate on the Performance of a Solar Chimney Power Plantes ‘’ Étude expérimentale de l'effet de la géométrie et du climat sur les performances d’une cheminée solaire ‘’
    (Toufik Tahri / Abderrahmen Benbouali, 2025) BENETTAYEB, YOUCEF
    The Solar Chimney Power Plant (SCPP) represents a promising technology for addressing the growing global demand for clean and sustainable energy. Its structural simplicity, low maintenance requirements, and long-term cost efficiency make it particularly suitable for large-scale implementation. The system consists of three primary components: a solar collector, a central chimney, and a turbine-generator unit. Solar radiation heats the air beneath the transparent collector, inducing buoyant flow through the chimney. This upward airflow drives a turbine located at the chimney’s base, thereby converting thermal energy into mechanical and, ultimately, electrical energy. By harnessing natural convection and the greenhouse effect, SCPPs offer a reliable and environmentally friendly solution for renewable electricity generation, particularly in regions with high solar potential. Solar chimney technology has attracted increasing research interest as a viable alternative to conventional energy systems. Enhancing the performance and efficiency of SCPPs has become a key focus of contemporary research. Within this context, the present study adopts an integrated experimental and numerical approach to investigate critical geometric parameters—previously underexplored—as well as environmental factors influenced by local climatic conditions. To this end, a carefully designed and scaled prototype was constructed and installed at the University of Chlef, Algeria, enabling the acquisition of real-time data on solar radiation, ambient temperature, airflow velocity, and internal air temperature. This experimental configuration allows for a realistic evaluation of system behavior under the specific climatic context of the study location. Complementing the experimental work, a 2 D CFD model was developed to simulate the thermo-fluid behavior within the system. The model was rigorously validated using benchmark data from the literature to ensure accuracy and reliability. By accurately incorporating governing equations, turbulence models, and heat transfer mechanisms, the CFD simulations enabled the investigation of design variables and operational scenarios that are difficult to assess experimentally. This integrated methodology provided deeper insights into the influence of key geometric and environmental parameters on system performance and offers practical guidance for optimizing SCPPs, particularly with respect to local climate conditions. The combined experimental and numerical analysis revealed several important findings. Specifically, it was shown that both the inlet diameter (20 cm) and the number of inlets (four) significantly influence the system’s thermal and aerodynamic behavior, with direct implications for overall efficiency. Among the environmental parameters studied, solar radiation emerged as the most critical driver of system performance, while ambient air temperature had a limited effect. Furthermore, key geometric components such as the absorber plate, collector, and chimney were found to play vital roles in enhancing airflow velocity and temperature distribution, resulting in a power output increase of up to 275% under optimized conditions. Seasonal analysis confirmed the system’s reliability throughout the year, and the integration of a thermal storage layer beneath the collector extended operational capacity into nighttime hours. Collectively, these results underscore the strong potential and adaptability of the SCPP to the specific climatic characteristics of Chlef, Algeria. The region’s high solar intensity and favorable atmospheric conditions further enhance the viability and efficiency of SCPP implementation, positioning it as an ideal location for the development of this renewable energy technology.
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    Commande par Backstepping d’un Système de Conversion d’Énergie Eolienne Multi-machine (Backstepping Control of a Multi-Machine Wind Energy System)
    (DJAHBAR Abdelkader /BOUNADJA Elhadj, 2025-02-24) SAKOUCHI, Abderrahim
    This thesis presents a methodology to improve the performance of a multi-machine wind power generation system (WPGS) by incorporating nonlinear and intelligent control techniques. The primary objective is to optimize the system's performance, which utilizes permanent magnet synchronous generators (PMSGs) connected to the electrical grid. To enable this grid interconnection, a novel back-to-back converters (NBTBCs) configuration is employed, comprising a fifteen-switch rectifier (FSR) and a conventional inverter, with control implemented using pulse width modulation (PWM). The control algorithm has been meticulously designed to efficiently control the system while concurrently minimizing fluctuations in both active and reactive power. Initially, a thorough model of the wind power generation system is presented. This is then followed by a comprehensive exposition of the fuzzy backstepping control (FBC) law, which seamlessly incorporates the Lyapunov stability technique. The utilization of fuzzy logic (FL) serves to adaptively adjust the gains within the backstepping (BC) framework, thereby ensuring that the control system is capable of effectively responding to disturbances and variations in system parameters. Consequently, this adaptive control strategy significantly enhances the overall efficiency of the system in both static and dynamic operational modes. The conducted simulation tests employing MATLAB have yielded a comparative analysis of the proposed strategy against the traditional backstepping control (BC) approach. The findings demonstrate that the fuzzy backstepping control (FBC) methodology exhibits robust performance and superior reference tracking capabilities, successfully mitigating speed overshoot under diverse wind conditions. These results validate the effectiveness and advantages of the proposed control strategy over conventional methods in managing the inherent complexities associated with wind power generation systems (WPGSs).
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    Contribution à la commande avancée des convertisseurs matriciels multiniveaux modulaires
    (DJAHBAR Abdelkader / BOUNADJA Elhadj, 2025-02-25) SAIDI, FAYSSAL
    Ce projet de recherche se concentre sur la modélisation et le contrôle des convertisseurs matriciels et des convertisseurs matriciels à multi niveaux modulaire, avec une attention particulière sur leur application à la commande de charge RL, notamment pour le contrôle de moteurs. L’étude commence par une revue exhaustive des stratégies de commande des convertisseurs matriciels, notamment les stratégies de Venturini et de PWM avec un bus de tension intermédiaire DC virtuel. Ensuite, nous explorons la stratégie de commande vectorielle appelée Modulation Vectorielle d'Espace (SVM), qui assure une commutation appropriée du courant dans les convertisseurs matriciels. Le SVM offre des avantages significatifs dans le contrôle du flux de courant en fournissant des schémas de commutation plus efficaces. La deuxième partie de ce projet aborde le contrôle des convertisseurs matriciels directs à multi niveaux modulaire. L'objectif principal ici est de réduire la distorsion harmonique et d'améliorer le comportement de commutation des courants. Les convertisseurs matriciels à multi niveaux modulaire permettent d'obtenir de meilleures performances en décomposant la forme d'onde de tension en plusieurs étapes plus petites, ce qui améliore la qualité du signal de sortie. Cela conduit à une meilleure efficacité et à une réduction des interférences électromagnétiques. En combinant ces deux aspects — stratégies de commande des convertisseurs matriciels et des convertisseurs matriciels à multi niveaux modulaire — cette recherche vise à améliorer les performances globales du système, à la fois dans la conversion d'énergie et les applications de commande de moteurs. L'objectif ultime est d'améliorer l'efficacité, de réduire les distorsions harmoniques et d'optimiser le processus de commutation du courant dans des systèmes complexes.
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    Contribution à la commande des générateurs synchrones à excitation hybride pour la conversion d’énergie Eolienne
    (BOUNADJA Elhadj / BELHADJ DJILALI Abdelkadir, 2024-12-17) KACEMI, Walid Mohammed
    La Génératrice Synchrone à Excitation Hybride (GSEH) combine les avantages de la génératrice synchrone à aimants permanents, tels qu’un excellent rendement énergétique, et ceux de la génératrice à excitation contrôlable, offrant ainsi une grande flexibilité de fonctionnement à vitesse variable. Cette combinaison en fait une alternative prometteuse aux machines conventionnelles pour les applications de conversion électrique. Cette thèse se concentre sur la commande de la GSEH intégrée dans un système de conversion éolien connecté au réseau. Dans un premier temps, une commande avancée de type "backstepping control (BSC)" est développée pour le côté générateur afin d'optimiser le suivi du point de puissance maximale (MPPT) via le flux généré par la bobine d’excitation supplémentaire, améliorant ainsi les performances globales du générateur. La seconde partie de la thèse propose une nouvelle topologie où la GSEH est connectée au réseau via une structure en cascade redresseur à ponts-bus continu-onduleur. Contrairement aux topologies conventionnelles, cette nouvelle structure ne nécessite que la commande de l’onduleur. Pour cela, une commande avancée basée sur un algorithme de super-twisting (ASTC) modifié a été développée. Contrairement au STC classique, la méthode proposée, appelée ASTC, est une extension au troisième ordre du STC tout en remplaçant le terme discontinu par une fonction douce continue. Cette approche offre un bon compromis entre précision et temps de calcul, tout en réduisant l’effet de chattering. Les résultats de cette recherche démontrent le potentiel de la GSEH à améliorer la conversion d’énergie éolienne, offrant une solution innovante pour la stabilisation et l'efficacité des systèmes énergétiques. L’efficacité des techniques de commande avancées proposées et leur application dans des scénarios réels ont été validées par des simulations détaillées dans l’environnement MATLAB/Simulink.
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    OPTIMISATION ÉNERGÉTIQUE D’UN SYSTÈME ÉOLIEN BASÉ SUR UN GÉNÉRATEUR À RELUCTANCE SYNCHRONE (SYNRM)
    (BELMADANI Bachir / BOUNADJA Elhadj, 2024-12-12) Belkacem, SELMA
    L'énergie éolienne joue un rôle crucial dans la transition mondiale vers les énergies renouvelables. Sa croissance industrielle rapide a rendu les éoliennes indispensables pour alimenter les réseaux électriques en énergie propre. Parmi les technologies utilisées pour la production d'énergie éolienne, les machines synchrones à aimants permanents (PMSM) et les générateurs à induction à double alimentation (DFIG) sont couramment adoptés, mais elles présentent des défis tels que la dépendance aux matériaux rares et des limitations de performance à haute vitesse. Cette thèse explore l'utilisation des générateurs à réluctance synchrone (SynRG) comme solution alternative pour les systèmes de conversion d'énergie éolienne, offrant des avantages tels que l'absence d'aimants et une performance efficace sur une large plage de vitesses. L'objectif principal est d'améliorer l'efficacité de conversion énergétique et d'optimiser le contrôle des systèmes éoliens en intégrant des méthodes de contrôle avancées. Grâce au développement d'une stratégie de contrôle innovante combinant le contrôle sans modèle (MFC) et les algorithmes d'optimisation par colonies de fourmis (ACO), cette recherche vise à maximiser l'énergie extraite par les éoliennes tout en réduisant les fluctuations de puissance et les distorsions harmoniques. La thèse présente la modélisation, la simulation et la validation détaillées du système éolien basé sur le SynRG, démontrant une amélioration de la robustesse, de la précision et de l'efficacité du système. Les résultats offrent des perspectives prometteuses sur le potentiel du SynRG à améliorer la durabilité et la performance des systèmes d'énergie éolienne.
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    CONTRIBUTION À LA MAXIMISATION DE PUISSANCE DANS LES SYSTÈMES PHOTOVOLTAÏQUE (CONTRIBUTION TO POWER MAXIMIZATION IN PHOTOVOLTAIC SYSTEMS)
    (Bachir BELMADANI / Abdelkrim ALLAG, 2023-10-08) OBEIDI, NABIL
    Dans les systèmes photovoltaïques (PV), l'utilisation de la technique de suivi du point de puissance maximale (MPPT) est le principal élément des systèmes PV pour garantir l'extraction de la puissance maximale possible. Aujourd'hui, différentes techniques MPPT ont été proposées dans littérature en utilisant différentes méthodes. Dans ce travail, nous avons d'abord faire une étude comparative complète des techniques MPPT les plus adoptées sur les systèmes PV. En plus, les évaluations des performances des convertisseurs DC-DC pour le contrôleur MPPT sans capteur de courant dans les applications PV sont étudiées. Par la suite, ce travail introduit un contrôle sans capteur de courant du convertisseur buck-boost pour le suivi du point de puissance maximale dans les applications photovoltaïques. De plus, une approche sans capteur de courant modifiée pour le suivi du point de puissance maximale des systèmes photovoltaïques partiellement ombragés est également présentée. Le schéma des methodes proposés en utilisant une fonction objective prédéfinie dérivée du modèle mathématique du DC-DC convertisseur. Différents tests sont effectués pour vérifier la précision du suivi MPP et du GMPP pour les systèmes PV dans des conditions d'ensoleillement uniformes et partiellement ombragés. Le première algorithme proposé a été implémenté à l'aide de la carte Arduino DUE qui intègre un microcontrôleur ARM Cortex-M3 et le deuxième par DSP TMS320F240 de la carte dSPACE DS1104. Les méthodes proposée a réduit la charge de calcul et le coût de mise en oeuvre du capteur de 24,3 % et 27,95 %, respectivement
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    Commande en mode dégradé d’un système éolien à base d’une GASDE (Mode connecté au réseau : stable et déséquilibré)
    (BOUNADJA Elhadj / BOUDJEMA Zinelaabidine, 2024-05-08) GUETTAB, Abdelkader
    L'intérêt accru pour le développement des énergies renouvelables découle de divers facteurs, notamment la croissance de la demande énergétique mondiale, l'instabilité des prix des énergies fossiles, la libéralisation du marché de l'électricité et une prise de conscience environnementale croissante. Parmi les sources d'énergie re-nouvelable, l'énergie éolienne occupe une place prépondérante en raison de ses avancées technologiques et de ses coûts comparativement bas. Les recherches présentées dans notre thèse sont articulées autour de deux as-pects fondamentaux. La première partie met en évidence les avantages inhérents à l'utilisation de machines multiphasées, notamment la Génératrice Asynchrone Double étoile (GASDE), dans les systèmes éoliens. Cette machine se distingue par le nombre de degrés de liberté qu'elle offre, ainsi que par sa robustesse et sa facilité de contrôle, faisant d'elle une option prometteuse pour les applications éoliennes. La seconde partie de nos travaux est dédiée à la mise au point d'une commande avancée et robuste pour les sys-tèmes éoliens équipés d'une GASDE, visant à garantir une qualité optimale de l'énergie électrique produite. Pour répondre à ce cahier des charges, nous avons proposé un contrôleur de type mode glissant d’ordre 3 (MG3), dont l'efficacité a été validée par des simulations numériques. Les résultats démontrent la supériorité de ce contrôleur par rapport à d'autres types conventionnels tels que le PI, le mode glissant d’ordre 1 (MG1) et le mode glissant d’ordre 2 (MG2), tant dans des conditions normales que dans des conditions sévères. Pour mettre en évidence l'efficacité du système de conversion éolien à base de la GASDE en mode dégradé, caractérisé par un déficit de phases ou une connexion à un réseau déséquilibré, nous avons conduit trois tests sur notre machine. Ces tests comprenaient l'ouverture d'une des phases statoriques, la rupture de trois phases (une étoile) et la connexion à un réseau électrique déséquilibré. Les résultats indiquent que la machine est ca-pable de fonctionner de manière presque correcte dans de tels régimes. Cette caractéristique renforce l'idée de l'utilisation de machines multiphasées, notamment la GASDE, dans les applications liées aux énergies renouve-lables, en particulier dans les contextes de puissances élevées.
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    Etude d’un système multi machines connectées en série en mode dégradé
    (A. DJAHBAR, 2023-11-09) NEKKAZ, Mohamed
    Les travaux présentés dans cette thèse s’intéresse à étudier le concept de deux machines asynchrones pentaphasées connectées en série en mode sain et en mode dégradée, alimentées par un seul convertisseur matriciel à cinq bras. Dans un premier temps, on a présenté une étude détaillée des systèmes multimachines connectés en série à nombre de phases pair et impair. Dans un second temps, on a traité un pronostic des défauts des machines électriques en présentant différents types de défauts qui peuvent survenir l’ensemble machine asynchrone-convertisseur. En plus, on a établis une modélisation de deux machines pentaphasées connecte en série alimenté par un seul convertisseur matriciel à cinq bras, afin de minimiser considérablement les courants de circulation. Ensuite, on a réalisé la commande vectorielle de deux machines pentaphasées connecte en série en mode sain, Enfin la même commande a été appliquée à notre système en mode dégradée (cas de l'ouverture d'une phase).
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    Modélisation des dispositifs électromagnétiques par la méthode des volumes finis couplée aux modèles de l’hystérésis magnétique
    (Abdelkader KANSAB / Mourad HAMIMID, 2022-07-07) HAMMOUCHE, ALI
    Les propriétés des matériaux magnétiques sont exploitées dans de nombreuses applications techniques. Cependant, la prise en compte des pertes fer dans les machines électriques est une étape décisive lors de leur conception. La diversité des modes de fonctionnement de ces machines nécessite une connaissance approfondie de l’aspect phénoménologique de l’hystérésis, où il joue un rôle très important dans la modélisation et la caractérisation précise des matériaux constituants les circuits magnétiques des dispositifs électromagnétiques. La modélisation basée sur des modèles empiriques est largement inadéquate pour décrire toutes les facettes du phénomène observé et pour déterminer avec précision les pertes mises en jeu. L’objectif de ce travail était de valider le modèle d’hystérésis tout en effectuant une modélisation précise du dispositif étudié. L’approche utilisée dans ce travail est l’intégration d’un modèle de l’hystérésis magnétique dans un code de calcul basé sur la méthode des volumes finis. L’implémentation et la précision de ce modèle ont été évaluées sur un cadre d’Epstein. La comparaison des résultats simulés avec les mesures issues des essais montre un bon accord et prouve la capacité du modèle à estimer les pertes fer.
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    Contribution à l’amélioration de la qualité de l’énergie d’une chaine de conversion éolienne à la base d’une GSAP
    (Rachid TALEB / Zinelaabidine BOUDJEMA, 2022) MOUMNA, Mohammed
    L’objet principal des travaux présentés dans cette thèse est de poursuivre les contributions dans les recherches scientifiques liées à la production des énergies vertes renouvelables. Un système éolien à base d’une génératrice synchrone à aimants permanents (GSAP), commandé par des méthodes de commande optimales pour améliorer leur rendement et leur production en énergie électrique représente le but essentiel de nos travaux exposés dans ce manuscrit. Nos travaux peuvent êtres divisés en deux parties essentielles. Dans la première partie, une commande MPPT de la partie mécanique de l’éolienne en utilisant trois méthodes, à savoir ; commande MPPT avec régulation de vitesse par PI et par mode glissant ainsi que celle sans régulation de vitesse, sont exposées et validées par simulations numériques. L’apport de la commande par mode glissant a été clairement vérifié. Dans la deuxième partie de notre thèse, nous avons focalisé nos efforts sur la commande de la partie électrique de notre système éolien, composée d’une GSAP liée à un bus continu par un redresseur triphasé. Des techniques de commande par DTC et DPC, améliorées par des régulateurs de type mode glissant d’ordre deux et une technique SVM sont appliquées. Les résultats de simulations obtenus ont bien montrés l’efficacité des techniques de commande proposées et leurs contributions dans l’amélioration de la qualité d’énergie produite par le système éolien étudié.
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    Etude et commande des convertisseurs multi-modulateurs (MMC) par réseau de nourone
    (Sahraoui hamza, 2022) BENFATMA, Mohamed amine ABID Mustapha
    De nos jours, les convertisseurs statiques comme la structure multicellulaire occupent plusieurs domaines d’applications. Cette structure possède un potentiel très important quilui Permet d’être compétitive vis-à-vis des autres structures de conversions multi-niveaux existant Sur le marché et utilisées dans des applications industrielles de forte puissance. dans ce recherché, nous avons choisi une structure multi-niveaux ce type boost, le but d’une ce recherche étudier et simulation convertisseur multi-niveaux ce type boost et De manière avancée et intelligente nous avons choser deux méthodes défirent L’un est la Commande avec PID destinée à régler la tension de sortie à une certaine valeur fixée par l’utilisateur, l’autre est une commande par réseau de neurone qui Contrôlant la sortie de manière intelligente et très précise, nous avons présenté ces simulations par Contrôlant la sortie de manière intelligente et très précise, nous avons présenté ces simulations par MATLAB SIMULINK
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    Etude et contrôle d’un système de production d’énergie électrique renouvelable autonome (énergie éolienne, photovoltaïque et diesel)
    (TALEB Rachid / BOUDJEMA Zinelaabidine, 2021-07-11) BENKAHLA, Mohamed
    Pour de très nombreuses applications d’intérêt sensible et stratégique comme les relais de Télécommunication, les postes frontières, l’habitat isolé, les dispensaires, etc., hors réseau d’électricité conventionnelle, la disponibilité permanente de la source primaire d’énergie est vitale et conditionne dans une très large mesure, la fiabilité des installations et leur fonctionnement permanent. Les solutions technologiques classiques apportées par le stockage électrochimique conventionnel sont onéreuses, limitées techniquement en puissance et restreintes en capacité. Celles apportées par les groupes électrogènes, de part la nécessité d’approvisionnement en carburant et celle de leur maintenance, présentent des inconvénients liés le bruit, la pollution Résumé et surtout leur mauvais rendement à charge partielle. Les nouvelles solutions technologiques, apportées par les systèmes hybrides, même si elles ne sont pas encore économique compétitives, offrent par contre une sûreté élevée. Toutefois, à la vue de la nécessité du développement durable, ces solutions, avec l’appui de la volonté publique, peuvent être économiquement viables, à moyen et long terme. L’objectif de nos travaux de thèse est scindé en deux parties, la première consiste à étudier les techniques de commande robustes de la génératrice, susceptibles d’optimiser la production énergétique d’une éolienne, en particulier celle utilisant une génératrice asynchrone à double alimentation. Par optimisation, nous entendons non seulement améliorer la qualité de l’énergie produite et le rendement énergétique mais aussi diminuer les charges mécaniques de fatigue ; ce qui aurait pour conséquence de rendre possible la fabrication d’aéroturbines plus légères améliorant de ce fait la productivité. Pour ce faire, nous avons exploré l’apport des modes glissants classiques puis mode glissants flous adaptatifs pour répondre au cahier des charges fixé. La deuxième partie du travail traite l’étude et la simulation du système hybride éolien/photovoltaïque/diesel avec unité de stockage, alimentant un récepteur local. Après avoir modélisé et dimensionné le reste des différents organes constituant le système hybride, l’ensemble a été testé par des simulations numériques qui ont permis la validation des techniques proposées. Elles restent cependant perfectibles ouvrant ainsi la voie à des perspectives intéressantes
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    Contribution to the modeling and advanced control of a multilevel resonant inverter
    (M’hamed HELAIMI / Rachid TALEB, 2022-01-20) TOUBAL MAAMAR, Alla Eddine