Optimisation des procedes de chauffage des materiaux par voie electromagnetique – MATELEC

Les procédés de chauffage par induction sont de plus en plus utilisés dans l’industrie manufacturière – et ce pour des applications variées : chauffage dans la masse, traitements thermiques, ….. Ils présentent de nombreux avantages, entre autres : - une montée en température rapide de la pièce, - un contrôle précis de la zone de chauffe, - une bonne reproductibilité. Ils sont de plus beaucoup plus respectueux de l’environnement et souvent économes en énergie. La complexité des couplages multiphysiques impliqués (électromagnétique, thermique, mécanique) est telle qu’une conception efficace de ces procédés ne peut plus se passer aujourd’hui d’une approche numérique. Les objectifs du projet MATELEC visent à permettre le développement d’un outil de conception couplant : - une approche numérique basée sur une modélisation 3D et des algorithmes d’optimisation - des systèmes de règles de conceptions basées sur la connaissance accumulée des partenaires. L’outil développé devra permettre de traiter dès la conception les problèmes traditionnels dans le domaine : - zones et durée d’échauffement non maîtrisés,… - contraintes résiduelles inadaptées,… - tenue mécanique insuffisante des inducteurs Les paramètres de conception et de contrôle intègreront aussi bien des paramètres physiques (fréquence, densité de courant, vitesse de déplacement des inducteurs,..) que géométriques (forme et localisation des inducteurs, ajout ou non de concentrateurs, …) La structuration du projet est la suivante : - sélection de cas industriels - validation d’une modélisation numérique couplée - mise au point de l’outil d’optimisation - validation des solutions proposées sur procédés industriels Le consortium a été réuni pour pouvoir répondre aux objectfis assignés au projet MATELEC. Il possède les complémentarités nécessaires pour mener à bien le projet et assurer la pérennité des résultats. Il comprend : - un laboratoire (Armines-Cemef) dans le domaine de la modélisation numérique de la mise en forme des matériaux, de l’induction et des couplages multiphysiques; ce laboratoire a mis au point des outils 2D et 3D pour la simulation couplée életromagnétique-thermique-mécanique des procédés de chauffage par induction - un centre de compétences matériaux et procédés électriques (EDF Département Procédés Industriels) pour intégrer les paramètres physiques et les règles métier dans l’approche d’optimisation - un concepteur et fournisseur de systèmes de chauffage par induction (EFD) pour les problèmes de conception et de tenue mécanique des inducteurs - un utilisateur de systèmes de chauffage par induction (AUBERT & DUVAL) dans le domaine de la mise en forme et du traitement thermique des matériaux - une société de services en informatique (Transvalor) pour assurer l’industrialisation la pérennité de l’outil logiciel