Virtualisation de la mesure d’exposition du public général au champ magnétique basse fréquence dans le domaine de l’automobile

L’exposition des personnes aux champs électromagnétiques est une problématique majeure de société qui touche le domaine de l’automobile. Le développement de la technologie des véhicules électriques et hybrides nécessite la prise en compte de la problématique d’exposition aux ondes dès la phase même de la conception.Le travail présenté dans ce document s’intéresse principalement à l’exposition aux champs magnétiques basse fréquence (BF) marqués par les effets non thermiques de stimulation électriques. Dans cette gamme fréquentielle, les sources principales des risques d’exposition sont les modules de la chaîne de traction qui sont souvent situés à proximité des passagers. L’objectif principal de cette thèse est de virtualiser la mesure évaluant l’exposition aux champs magnétiques BF, jusqu’ici réalisée par un testeur de niveau d’exposition commercial, afin d’être capable de faire une levée de risque d’exposition, en amont, sans entraîner de surcoût au constructeur. Ceci est réalisé en virtualisant l’instrument de mesure.Nous consacrons d’abord notre étude à la compréhension de la mesure d’évaluation d’exposition et du fonctionnement du champmètre Narda ELT-400 utilisé chez notre constructeur automobile pour mesurer l’indice d’exposition. Ainsi, nous détaillons les différentes définitions et méthodes de calcul de l’indice d’exposition du public général aux champs magnétiques BF. Enfin, nous présentons des applications de l’utilisation du champmètre sur des cas de mesure en statique et en dynamique.La deuxième partie de l’étude traite de la construction du prototype virtuel permettant de modéliser la mesure d’indice d’exposition aux champs magnétiques BF réalisée par le champmètre Narda ELT-400. Pour ce faire, nous développons et optimisons dans un premier temps le modèle de la sonde triaxiale du champmètre sous FEKO permettant de positionner et d’orienter la sonde selon le choix de l’utilisateur. Ensuite le champ magnétique rayonné par la sonde virtuelle est traité pour obtenir une mesure virtuelle de l’induction magnétique détectée par la sonde et de l’indice d’exposition.La troisième partie est consacrée à la validation du modèle complet sur des cas réels de mesures effectuées sur des pinces manuelles de soudage par points en comparant les résultats du prototype virtuel à ceux mesurés. La validation du modèle est réalisée dans trois cas d’étude différents correspondant à des profils de champ différents, des fréquences différentes dans la gamme BF et à des formes de signal différentes.Dans la dernière partie de notre étude, une approche stochastique de simulation est proposée en appliquant la méthode de Monte-Carlo, basée sur un grand nombre de tirages aléatoires. Cette méthode permet d’étudier la dispersion des résultats due à l’imprécision plausible de positionnement et d’orientation commise par l’opérateur de la sonde. Cette méthode est appliquée à différentes distances de sources rayonnantes élémentaires. Les résultats principaux de cette partie portent sur le lien entre l’homogénéité du champ au point investigué et la variabilité de la mesure virtuelle autour de ce point suite à l’imprécision commise.