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Thèse Année : 1993

Contribution to the characterization of lightning electromagnetic radiation and its modelling : coupling with cables

Contribution à la caractérisation du rayonnement électromagnétique de la foudre et à sa modélisation en vue du couplage sur les câbles

Résumé

This research work on electromagnetic compatibility with an emphasis on the characterization of natural electromagnetic phenomena (interferences) amongst which we find lighting is aimed at precisely describing the radiations generated by lightning discharges and defining useful models which could anticipate induced effects. In this light, use was made of the following sequence :
* First of all, we composed a data base with our participation in the 1001 artificial campaign of Saint-Privat-d'Allier where we realized a lot of electromagnetic field and induced current measurements. However, the complexity of the experimentation lead to the study of the phenomenon under high voltage laboratory test conditions.
* It was observed that the natural lightning was analogous to long sparks in most cases. This facilitated the definition of the limits, advantages and disadvantages of this type of testing procedures. We showed that the two ways of study are complementary.
* Finally, we undertook the modelling of the resulting radiations. Firstly, we described the main model which are proposed us in the bibliography and the, tested them in close range conditions (500 meters far). This exercise allowed us to precise the limitations of these models and their sensibilities to discharge or modelling parameters.
Ce travail s'inscrit dans le cadre de la compatibilité électromagnétique et de la caractérisation des sources de perturbations d'origine naturelle, dont fait partie la foudre. Notre objectif était, pour notre part, de caractériser aussi précisément que possible le rayonnement engendré par une décharge de foudre afin de constituer des modèles utilisables pour prévoir les effets induits. A ces fins, notre travail s'est décomposé de la façon suivante :
* Tout d'abord, nous nous sommes attachés à constituer une base de données en réalisant, lors de la campagne de foudre déclenchée de Saint-Privat-d'Allier, des mesures de champ électromagnétique et de courant induit sur une ligne triphasée moyenne tension expérimentale de transport. Cependant, la lourdeur de ce type d'expérimentation nous a amenés à l'étude du phénomène en laboratoire.
* Nous avons donc utilisé ensuite l'analogie partielle qui existe entre la foudre et les grandes étincelles de laboratoire pour définir un moyen d'essais moins contraignant. Il est apparu que les simulations en laboratoire haute tension sont satisfaisantes dans la mesure où elles permettent l'étude de certaines phases de la décharge pratiquement inaccessibles en foudre naturelle ou déclenchée, telles que la propagation du précurseur vers le sol. Cependant, il existe quelques limites à ce type d'expérimentation qu'il ne faut pas négliger et qui rendent complémentaires ces deux moyens de mesures.
* Enfin, nous nous sommes intéressés à l'aspect modélisation du rayonnement de la foudre en recensant les principaux modèles existants et en les testant dans le cadre des champs proches (distance à la décharge inférieure à 500 mètres). Cette étude numérique a permis de préciser les limites de ces modèles et leur sensibilité par rapport à certains paramètres de la décharge ou de la modélisation.
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Dates et versions

tel-00377473 , version 1 (22-04-2009)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00377473 , version 1

Citer

Sylvie Rathoin. Contribution à la caractérisation du rayonnement électromagnétique de la foudre et à sa modélisation en vue du couplage sur les câbles. Energie électrique. Ecole Centrale de Lyon, 1993. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00377473⟩
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