Soutenance de thèse de doctorat/PhD de M. FONKOU KONGNE Bylli Boclaire ce 12 mai 2025

FONKOU KONGNE Bylli Boclaire a soutenu publiquement sa thèse ce lundi 12 mai 2025 D7S 09h40min à la salle de lecture  lecture de la bibliothèque de I'lUT, sous le thème :

«MONITORING DES PHENOMENES PRE-CLAQUAGE DANS UN PROTOTYPE DE TRANSFORMATEUR DE PUISSANCE»

Devant le jury est composé  de :

Président :           M. MOUANGUE Ruben Martin, Professeur,  Université de Douala ;

Rapporteur (s):    M. EKE Samuel,   Maitre de Conférences, Université de Douala;

  M. PERABI NGOFFE Steve, Maitre de Conférences, Université de Bertoua;

  M.   MOFFO LONLACK Bertrand, Maitre de Conférences,  Université de Buéa;

Membre (s) :        M.  MOUKENGUE IMANO Adolphe  (Co-directeur  de thèse), Professeur,

Université de Douala;

  M.  MENGATA  MENGOUNOU  Ghislain (Co-directeur de thèse), Maitre de Conférences,  Université de Douala

Résumé:

La dégradation progressive et systématique des systèmes d’isolation sous l’effet des décharges partielles (DP) représente un enjeu majeur pour la durabilité et la performance des

transformateurs électriques. Ces équipements, essentiels aux infrastructures électriques, constituent environ 60 % du coût total de réalisation d’un poste électrique et sont responsables de près de 85 % des défaillances des réseaux moyenne et haute tension. Lorsqu’un transformateur est mis hors service, cela engendre des pertes importantes non seulement en termes de maintenance, mais aussi d’exploitation, perturbant ainsi l’approvisionnement en énergie. Cela souligne l’importance cruciale d’une détection précoce et précise des défaillances liées aux systèmes d’isolation afin de garantir une maintenance préventive efficace et d’assurer une meilleure fiabilité et disponibilité des transformateurs.

Parmi les différentes techniques disponibles, la méthode acoustique de détection des DP s’est avérée particulièrement prometteuse. Elle offre des avantages significatifs par rapport à la méthode normalisée CEI 60270 et aux autres approches non conventionnelles, notamment en termes de sensibilité, de coût et de praticité pour une application en ligne (on-line). Dans ce contexte, les travaux actuels visent à optimiser et à étendre l’efficacité de la méthode de mesure acoustique on-line des DP dans les transformateurs électriques, un domaine encore en constante évolution. La maîtrise des phénomènes de DP repose sur trois paramètres fondamentaux : l’intensité, le type et la localisation des décharges. Identifier ces paramètres de manière fiable nécessite l’utilisation de capteurs acoustiques hautement performants, capables de détecter les émissions acoustiques (EA) dans des plages de fréquences spécifiques et à des niveaux d’intensité les plus faibles. À cette fin, un modèle basé sur l’approche Thomson-Haskell a été élaboré pour un capteur piézoélectrique résonant autour de 150 kHz. La structure du capteur est confondue à un milieu stratifié comportant 5 couches représentées en figure 1a. Ce modèle a permis de déterminer les épaisseurs optimales des éléments critiques du capteur devant assurer une maximisation du déplacement sur la face avant de la cuve en acier du transformateur, telles que la colle entre la pastille piézoélectrique et le boîtier (0,18 mm) et la semelle du capteur (1,1 mm). Ces dimensions, validées par des simulations réalisées sous COMSOL ont démontré une amélioration significative des performances de détection du capteur. Une autre contribution majeure de cette étude réside dans la classification des types de DP par expérimentation. En reproduisant différents types de décharges (de surface, internes et corona) au sein d’un prototype de transformateur rempli d’huile isolante, avec huit configurations d’électrodes, il a été possible de cartographier les signatures acoustiques spécifiques à chaque type grâce au banc expérimental présenté en figure 2. Cette classification s’appuie sur une analyse approfondie des signaux dans le domaine fréquentiel, en utilisant des outils avancés tels que l’analyse temps-fréquence et la méthode haute résolution MUSIC. Ces analyses ont permis de distinguer clairement les caractéristiques uniques des différents types de DP, fournissant ainsi une base solide pour améliorer le diagnostic en conditions réelles. Enfin, la propagation des émissions acoustiques dans le transformateur a été étudiée par simulation 2D sous COMSOL. Cette simulation a révélé que l’angle d’incidence des ondes acoustiques sur la cuve influence le temps d’arrivée (TOA) des signaux, ce qui peut introduire des erreurs dans la localisation des sources de DP. Cette observation a conduit à une amélioration des algorithmes de localisation en intégrant non seulement les chemins directs, mais également les chemins indirects pour des angles d’incidence élevés. Ces avancées permettent d’affiner considérablement la précision du diagnostic et d’orienter les décisions de maintenance de manière plus fiable. En conclusion, ces travaux mettent en lumière le potentiel des méthodes acoustiques pour détecter et analyser les décharges partielles dans les transformateurs électriques. Les améliorations proposées, tant au niveau de la conception des capteurs que des algorithmes de localisation, ouvrent la voie à une maintenance préventive plus efficace, contribuant ainsi à prolonger la durée de vie des équipements et à réduire les coûts d’exploitation des réseaux électriques.