Computation of magnetic field induced by steel sheets - Magnetization identification - Application to the closed-loop degaussing of a ferromagnetic hul - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2001

Computation of magnetic field induced by steel sheets - Magnetization identification - Application to the closed-loop degaussing of a ferromagnetic hul

Modélisation du champ magnétique induit par des tôles - identification de l'aimantation - Application à l'immunisation en boucle fermée d'une coque ferromagnétique

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Résumé

A ship with a ferromagnetic hull, placed in the earth's magnetic field and under mechanical constraints, gets a magnetisation which creates a local anomaly of the field. The closed loop degaussing is a system that allows the ship to evaluate this magnetic anomaly at each moment and to compensate it. To perfect this technique, it's necessary to develop a tool which can predict the magnetisation of the hull. This magnetisation can be divided into two parts: the first is the induced magnetisation and the second the permanent one. Firstly, this work proposes a study of the different numerical methods to calculate the induced magnetisation (i.e. the reaction of the material in an external field). We were especially interested in boundary element methods which leads to distributions of charges or tangential dipoles on the hull. The second part deals with a method to evaluate the permanent magnetisation. This magnetisation depends on the magnetic history of the ship (hysteresis, magnetostriction...), so a deterministic calculus is not possible. Then, magnetic sensors are placed onboard the ship and allow to build a mathematical model for magnetization. We propose an original approach to solve this ill-posed inverse problem based upon a good knowledge of the magnetic behavior of the material. Once the model has been obtained, it's possible to calculate the field outboard. Our approach has been validated by measurements taken onboard a mock-up of a ship.
Un navire à coque ferromagnétique, sous l'influence du champ magnétique terrestre et de contraintes mécaniques, s'aimante, créant ainsi une anomalie locale du champ. L'immunisation en boucle fermée est un système permettant au bâtiment d'auto-évaluer cette anomalie et de la compenser en temps réel. La mise au point de ce système nécessite le développement d'un outil capable de prédire l'aimantation de la coque à chaque instant. Cette aimantation se décompose en deux parties: d'une part l'aimantation induite et d'autre part l'aimantation permanente. La première partie de ce travail s'attache à présenter les méthodes numériques permettant de calculer l'aimantation induite, c'est-à-dire la réaction du matériau plongé dans un champ inducteur. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à des méthodes intégrales conduisant à des répartitions de charges et de dipôles tangentiels localisées sur la coque. La deuxième partie propose une méthode pour déterminer l'aimantation permanente. Cette aimantation dépendant de l'histoire magnétique du bâtiment (hystérésis, magnétostriction...), un calcul déterministe n'est pas envisageable. Il est alors nécessaire de faire intervenir des mesures de champ magnétique effectuées à l'intérieur de la coque pour l'évaluer. Le présent travail propose une approche originale pour résoudre ce problème inverse. Celui-ci étant mal posé, nous proposons un critère de choix de la solution basé, non pas sur une approche mathématique, mais sur la connaissance physique des phénomènes mis en jeu. Une fois un modèle d'aimantation obtenu, il est alors possible de calculer le champ à l'extérieur du bâtiment. Tous nos résultats ont été validés sur une maquette représentative d'un navire réel.
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Dates et versions

tel-00010342 , version 1 (30-09-2005)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00010342 , version 1

Citer

Olivier Chadebec. Modélisation du champ magnétique induit par des tôles - identification de l'aimantation - Application à l'immunisation en boucle fermée d'une coque ferromagnétique. Autre. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 2001. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00010342⟩

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