- [ VRPG-Doc-Sc] Electrotechnique --- كهروتقني

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CONTRIBUTION À L'ÉTUDE DE LA DÉPOLLUTION DE L'EAU ET LA DÉSINFECTION DE L'AIR PAR DÉCHARGE À BARRIÈRE DIÉLECTRIQUE
(2013-03-14) HAMMADI Nacéra; Encadreur: TILMATINE Amar
RÉSUMÉ : Par définition, une Décharge à Barrière Diélectrique (DBD) est une source de plasma froid hors équilibre caractérisée par la présence d’au moins un diélectrique entre deux électrodes métalliques. Le terme DBD regroupe, donc, les configurations de décharges pour lesquelles un courant transite entre les électrodes séparées par un gaz et par au moins une couche de diélectrique dont son introduction a pour but de limiter l’énergie qui passe dans chaque canal de décharge afin d’éviter le passage au régime d’arc. La première et la plus importante des applications des DBDs est la génération d’ozone provenant de l’air ou de l’oxygène qui est principalement utilisé dans le traitement de l’eau pour la rendre potable et au cours de ces dernières décennies, les applications des décharges à barrières diélectriques ont été diversifiées. Cette thèse s’inscrit dans le cadre de cette application, le travail est basé sur la caractérisation des plasmas et le développement de plusieurs réacteurs DBD pour produire de l’ozone. Plusieurs aspects ont été développés : réalisation de plusieurs générateurs d’ozone sur plusieurs étapes pour aboutir à un modèle capable de traiter de l’eau à échelle industrielle, réalisation de plusieurs alimentations haute tension à haute fréquence, utilisation de plusieurs instruments, caractérisation des cellules de traitements par une mesure électrique. Les premiers résultats constituaient une première approche de l’étude de la DBD volumique et la DBD surfacique et ouvraient la voie à des travaux complémentaires afin d’optimiser une cellule pour le traitement de l’air (DBD surfacique) et la dépollution de l’eau (DBD volumique). Comme les décharges DBD requièrent l’utilisation de tension alternative pour fonctionner, une part prépondérante de cette étude a été consacrée à la conception et la réalisation d’une alimentation à haute fréquence de plusieurs kilovolts à base d’un bloc gérant un étage de puissance : onduleur à IGBTs et d’une logique de contrôle pour gérer la fréquence de fonctionnement. Le second axe d’étude a ensuite consisté à appliquer le réacteur plasma pour le traitement de l’air et la dépollution l’eau par l’ozone et de maîtriser un savoir-faire technologique dans les deux domaines déjà cités. L’ensemble des résultats acquis au cours de cette partie a permis d’affirmer que nous disposons désormais de deux bans expérimentaux différents capable de produire de l’ozone à partir de la DBD . La faisabilité et l’efficacité de l’alimentation haute tension à haute fréquence, pour amorcer la DBD, ont été clairement démontrées. CONTRIBUTION TO THE STUDY OF WATER TREATMENT AND AIR DISINFECTION USING DIELECTRIC BARRIER DISCHARGE SUMMURY : By definition, a Dielectric Barrier Discharge (DBD) is a source of no-equilibrium cold plasma characterized by the presence of at least one dielectric between two metal electrodes. The term includes DBD, therefore, the configurations of discharges for which a current passes between the electrodes separated by a gas and at least one dielectric layer with its introduction is intended to limit the energy that passes through each channel to discharge prevent the transition to arc regime. The first and most important applications of DBDs is the generation of ozone from air or oxygen is used primarily in the drinking water treatment and over the few decades, applications of dielectric barrier discharge have been diversified. This thesis is part of this application, the work is based on the characterization of the plasma and development of several DBD reactors to produce ozone. Several aspects have been developed: produce of ozone generators on several stages to achieve a model capable of treating water to industrial scale production, implementation of various high voltage high frequencies power supply, use of several instruments and cell characterization treatment by an electrical measurement. The initial results were a first approach to the study of the volume DBD and surface DBD and paved the way for further work to optimize a cell for the air treatment (surface DBD) and water treatment (volume DBD). Such as DBD discharges require the use of AC voltage to operate, a major part of this study has been devoted to the design and implementation of a high frequency power supply of several kilovolts based block stage manager power : IGBT inverter and control logic to manage the operating frequency. The second line of study then consisted of applying plasma reactor for air and water treatment by ozone and control know-how in both areas mentioned above. All results obtained in this part have to say that we now have two different experimental bans capable of producing ozone from the DBD. The feasibility and effectiveness of high voltage high frequency power supply to start the DBD were clearly demonstrated
Etude par plans d’expériences d’une installation photovoltaïque connexion au réseau Electrique avec systèmes d’anti ilotage
(2014-06-18) HABBATI Assia; Encadreur: RAMDANI Youcef
Résumé : L’objectif de note thèse est d’étudier le système photovoltaïque raccordé au réseau. Il est modélisé par deux méthodes différentes; par les plans d’expériences et par l’analyse mathématique. Le générateur photovoltaïque est connecté au système électrique par le biais d’une chaine qui comprend un convertisseur, un onduleur et deux filtres; entrée et sortie, sans oublier les boucles de contrôle qui contiennent une méthode de détection anti îlotage. La thèse est organisée comme suit : Un premier chapitre est consacré à l’introduction générale. Dans le deuxième chapitre, l’accent est mis sur l’influence mutuelle entre le réseau électrique et le système photovoltaïque. Un rappel sur les méthodes de détection d’ilotage est présenté dans le chapitre trois. Ensuite tous les composants de la chaine photovoltaïque sont présentés en détail dans le quatrième chapitre. Le cinquième chapitre est réservé à la simulation de la chaine PV avec une étude expérimentale sur la détermination des paramètres du module PV. Dans le sixième chapitre, une nouvelle manière est présentée pour quantifier l’effet de la température et l’éclairement sur les caractéristiques électriques du générateur PV. Mots clés : photovoltaïque, la température, l’éclairement, réseau, plans d’expériences, ilotage, ملخص الهدف من هذه االطروحة هو دراسة النظام الكهروظوئي الموصول بالشبكة الكهربائية. كتب نموذجه الرياضي بطريقتين مختلفتين االولى باستعمال مخططات التجارب والثانية باستعمال التحليل الرياضي. المولد الكهروظوئي موصول للشبكة الكهربائية عن طريق سلسلة متكونة من مقوم و مناوب و مرشحين احدهما للدخول و االخر للخروج دون ان ننسى دارات المراقبة اللتي تحتوي على طريقة الكشف على ظاهرة التجزر االطروحة منظمة كالتالي المبحث االول خصص للمقدمة العامة. في المبحث الثاني تمت دراسة التأثير المتبادل بين الشبكة الكهربائية و النظام الكهروظوئي. ثم تم التطرق في المبحث الثالث الى اهم الطرق للكشف على ظاهرة التجزر. بعد ذلك تم عرض مركبات السلسلة الكهروظوئية في المبحث الرابع. تم تخصيص المبحث الخامس لمحاكاة السلسلة الكهروظوئية الى جانب الدراسة التطبيقية لتحديد عوامل النظام الكهروظوئي. اما المبحث السادس واألخير فقد خصص لعرض طريقة جديدة لتقييم مدى تأثير الحرارة و الضوء على خصائص الكهربائية للمولد الكهروظوئي كلمات مفتاحيه :الكهروظوئي ,الحرارة ,الضوء, بالشبكة الكهربائية, مخططات التجارب, التجز
Contribution à l’étude de l’application du champ électrique pulsé dans le domaine agroalimentaire
(2014-12-18) BELLEBNA Yassine; Encadreur: OUIDDIR Rabah
Résumé : Depuis quelques décennies le monde industriel et sociétal s’intéresse de plus en plus aux interactions entre les champs électriques pulsés et le vivant. Au delà des effets nocifs éventuels de champ électrique pulsé, il existe un certain nombre d’applications dans les domaines de médecine et l’agroalimentaire. Le procédé des champs électriques pulsés, appliqué au domaine agroalimentaire, consiste à soumettre les aliments à des champs électriques de très forte intensité, de manière répétée (pulsé), pendant des temps très courts (de l’ordre de la microseconde).C’est essentiellement la membrane plasmique des cellules qui est la cible de ces champs électriques pulsés, qui induisent une augmentation de la perméabilisation de la membrane, réversible ou pas, en fonction de la durée et de l’intensité du champ. Ce travail a pour vocation d’apporter une contribution au développement des connaissances sur ce sujet. Dans ce contexte, on s’est proposé de concevoir et de réaliser des générateurs d’impulsion haute tension pour l’utilisation dans l’extraction des jus. Parallèlement à ce travail, une modélisation expérimentale par méthodes des plans d’expériences d’extraction des jus a été faite. Mots clés : Champ électrique pulsé, Impulsion, extraction, Nombre d’impulsion, Durée d’impulsion ملخص لعدة عقود اھتم العالم الصناعي والمجتمعي كثیرا بالتفاعل بین الحقول الكھربائیة نابضة والكائن الحي .بعیدا عن الآثار الضارة المحتملة للحقل كھربائي النابض، ھناك عدد من التطبیقات في مجالات الطب والصناعات الغذائیة .عملیة المجالات الكھربائیة نابض المطبقة في مجال الأغذیة ، ینطوي على تعریض الغذاء لمجالات كھربائیة عالیة جدا، بشكل متكرر نابض (لفترة قصیرة جدا) في حدود میكروثانیة و في الأساس الغشاء البلازمي للخلایا ھو الھدف من الحقول الكھربائیة النبضیة، مما یحفز على زیادة نفاذیة الغشاء، وھذا یتوقف على مدة وشدة الحقل. ویھدف ھذا العمل إلى المساھمة في تطویر المعرفة حول ھذا الموضوع .في ھذا السیاق، اقترح العمل على تصمیم وإنتاج مولدات نبض عالیة الجھد لاستخدامھا في استخراج العصیر .إلى جانب ھذا العمل، تم إجراء النمذجة التجریبیة لاستخراج العصیر بأسالیب تصمیم التجارب. كلمات مفتاحیھ الحقل الكھربائی نابض- نبض- استخراج العصیر-عدد النبضات- مدة النبض
Etude et commande d’un système de production d’électricité renouvelable locale (énergie éolienne et photovoltaïque)
(2015-02-10) Boudjema Zinelaabidine; Encadreur: MEROUFEL Abdelkader
الملخص (بالعربية) : التنمية المستدامة والطاقات المتجددة تستقطب الآن اهتمام العديد من فرق البحث العلمي. تطوير انظمة الطاقة الهجينة التي تعتمد على الرياح و الطاقة الشمسية تمثل استثمارا كبيرا في بحوث التكنولوجيا. هذه النظم التي تنتج الكهرباء من الرياح والشمس يمكن أن تكون بديلا تكنولوجيا و اقتصاديا لمختلف مصادر الطاقة غير المتجددة. الهدف من أطروحتنا يتفرع الى قسمين، القسم الأول يهتم بدراسة تقنيات السيطرة القوية على المولدة، القادرة على تعظيم إنتاج طاقة الرياح وخاصة باستخدام المولدة اللامتزامنة مزدوجة التغذية. مع تعظيم الاستفادة، فإننا لا نعني فقط تحسين نوعية الطاقة وكفاءة استخدامها ولكن أيضا تقليل الأحمال الميكانيكية، الأمر الذي تنتج عنه امكانية تصنيع توربينات هوائية أخف وزنا وبالتالي تحسين الإنتاجية. للقيام بذلك، اكتشفنا مساهمة أوضاع الٳنزلاقات التقليدية ثم ذات الرتبة العليا الغامضة في تلبية دفتر الشروط المحدد. الهدف الثاني يكمن في دراسة و محاكاة النظام الهجين الذي يستعمل الرياح و الشمس، مع وحدة تخزين، لتغذية متلقي محلي. بعد نمذجة وتصميم ما تبقى من مختلف الهيئات التأسيسية للنظام الهجين، تم اختبار النظام ككل بواسطة عمليات محاكاة رقمية التي سمحت بالمصادقة على التقنيات المقترحة. و مع ذلك فإنها لم تصل بعد إلى حد الكمال مما يمهد الطريق أمام آفاق مستقبلية مثيرة للاهتمام. Résumé (Français et/ou Anglais) : Le développement durable et les énergies renouvelables suscitent aujourd’hui l’intérêt de plusieurs équipes de recherche. Le développement des systèmes d’énergie hybrides éolienne/photovoltaïque représente un grand investissement dans le domaine de la recherche technologique. Ces systèmes qui produisent de l’énergie électrique à partir du vent et du soleil peuvent constituer une alternative technologique et économique aux différentes sources d’énergies épuisables. L’objectif de de nos travaux de thèse est scindé en deux parties, la première consiste à étudier les techniques de commande robustes de la génératrice, susceptibles d’optimiser la production énergétique d’une éolienne, en particulier celle utilisant une génératrice asynchrone à double alimentation. Par optimisation, nous entendons non seulement améliorer la qualité de l’énergie produite et le rendement énergétique mais aussi diminuer les charges mécaniques de fatigue ; ce qui aurait pour conséquence de rendre possible la fabrication d’aéroturbines plus légères améliorant de ce fait la productivité. Pour ce faire, nous avons exploré l’apport des modes glissants classiques puis d’ordre supérieur flous pour répondre au cahier des charges fixé. La deuxième partie du travail traite l’étude et la simulation du système hybride éolien/photovoltaïque avec unité de stockage, alimentant un récepteur local. Après avoir modélisé et dimensionné le reste des différents organes constituant le système hybride, l’ensemble a été testé par des simulations numériques qui ont permis la validation des techniques proposées. Elles restent cependant perfectibles ouvrant ainsi la voie à des perspectives intéressantes.
Commande directe du couple floue et neuronale d’un moteur synchrone à double étoile sans capteur mécanique alimenté par onduleurs multiniveaux.
(2015-06-24) BENYOUSSEF El Akhdar; Encadreur: MEROUFEL Abdelkader
الملخص (بالعربية) : العمل المقدم في هده الاطروحة يتعلق بالتحكم المباشر في العزم لمحرك متزامن ثنائي النجم دو دوار ملفوف مغدى من طرف مموجين متعددي المستويات دو تركيبة ذات مصممات طاقية وبدون ملتقط السرعة. تطبيق التحكم المباشر في العزم له أهمية في حل مشاكل تتعلق بالمتانة و الحركية.لكن هدا التحكم له بعض العوائق كعدم التحكم في تردد التبديل.كبر وتعقيد جداول التبديل وكثرة تدبدبات العزم الكهرو مغناطيسي.كحل لهده المشاكل اقترحنا ربط تقنية التحكم المباشر في العزم ببعض تقنيات التحكم العصرية،كلاتعديل الشعاعي،المنطق الغامض،والتحكم بالشبكات العصبية الاصطناعية هده التقنيات لها أهمية في زيادة المتانة و تقليص معتبر في تدبدبات العزم الكهرومغناطيسي. من أجل التقليل من عدد الملتقطات المستعملة، وبالتالي تكلفة التجهيز،استعملنا ملاحظ بمرشحه كالمان لتقدير سرعة الدوار.من جهة أخرى انصب اهتمامنا على مشكلة عدم توازن التوترات المستمرة في مدخل المموجات متعددة المستويات دو تركيبة ذات مصممات طافية.نستغل الحالات الثانوية للموجات من اجل تقليص تدبدبات التوترات بين أقطاب المكثفات. Résumé (Français et/ou Anglais) : Le travail présenté dans cette thèse concerne la commande directe du couple d’une machine synchrone à double étoile à rotor bobiné sans capteur de vitesse, alimentée par deux onduleurs multiniveaux.L’application de la commande directe du couple apporte une solution très intéressante aux problèmes de robustesse et de dynamique. Cependant cette commande a quelques inconvénients tels que : le non maîtrise de la fréquence de commutation, taille et complexité des tables de commutation et des fortes ondulations du couple des techniques de commande modernes. Ainsi, nous avons développé des structures de la commande directe du couple basées sur la modulation vectorielle, la commande par logique flou et la commande par réseaux de neurones artificiels. Ces structures ont l’avantage d’être robuste et minimisent considérablement les ondulations l’observateur par filtre de Kalman est utilisé pour estimer la vitesse rotorique.
CONTRIBUTION A L’ETUDE ET COMMANDE D’UN COUPLAGE DES SYSTEMES HYBRIDES (RESEAU ET PHOTOVOLTAÏQUE) POUR LA PRODUCTION D’ENERGIE ELECTRIQUE)
(2015-10-18) BOUCHAKOUR SALIM; Encadreur: TAHOUR Ahmed; Co-Encadreur: SAYAH Houari
Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé : L’intégration de l’énergie photovoltaïque (PV) dans la production nationale d’électricité est de plus en plus prioritaire étant donné le contexte énergétique actuel et à avenir. Le développement de cette technologie comme un moyen de production décentralisée est très envisagé dans les futurs réseaux intelligents. Cette solution devrait permettre de produire 20 à 30% de l’énergie consommée par les ménages durant les périodes d’ensoleillements. Les travaux de cette thèse ont pour objet d’apporter une contribution scientifique à la fois théorique et appliquée pour le développement des systèmes PV connectés au réseau BT Algérien. Notre contribution a été : en premier lieu, de proposer une méthodologie d’identification des paramètres d’un système PV connecté au réseau conduisant à ces performances réelles, permettant ainsi, le suivi et la prévision d’une installation PV réduisant les coûts de maintenance et surtout augmenter la productivité. En second lieu, de proposer une nouvelle stratégie de contrôle d’un convertisseur PV où nous avons associé un nouvel algorithme de poursuite du point de puissance maximum du générateur PV à la commande directe des puissances active et réactive instantanées, afin d’assurer des bonnes performances du système PV et une flexibilité de contrôle pour une meilleure intégration des onduleurs PV dans le service du réseau électrique. En fin, d’étudier le point de connexion commun (PCC) du système PV du CDER, ainsi l’analyse des résultats expérimentaux a permis, d’une part, d’améliorer les connaissances sur la qualité de l’énergie des onduleurs PV, les échanges énergétiques au PCC, les paramètres du réseau au PCC et l’interaction entre l’onduleur et le réseau BT. D’autre part, de soulever un certain nombre d’interrogations auxquelles des réponses doivent être apportées pour l’intégration des systèmes PV dans les réseaux de distribution dans les meilleures conditions techniques, économiques et de sécurité. Abstract: The integration of photovoltaic (PV) in the national electricity production is increasingly priority because of the current and the future energy context. The development of this technology as a decentralized way of production is considered in future smart grids. This solution is expected to produce 20 to 30% of energy consumed by households during periods of sunshine. The work of this thesis is intended to provide scientific contribution to both theoretical and practical for the development of PV systems connected to the Algerian low voltage (LV) grid. Our contribution was: first, to propose a methodology for identifying the parameters of a PV system connected to the grid leading to these real performances, enabling the tracking and forecasting of a PV system reducing maintenance costs and especially to increase productivity. Second, to propose a new control strategy of a PV inverter which we associated a new tracking algorithm of maximum power point of the PV generator to the direct control of the instantaneous active and reactive power, to ensure good PV system performance and control flexibility for a better integration of PV inverters in service of the power grid. In the end, to study the point of common coupling (PCC) of CDER’s PV system, thus the analysis of experimental results allowed, firstly, to improve the knowledge on the power quality of PV inverters , the energy exchanges in the PCC, the grid parameters at PCC and the interaction between the inverter and the LV grid. Moreover, to raise certain number of questions which answers need to be made for the integration of PV systems in distribution grid in the best technical, economic and safety way.
Etude expérimentale et numérique de la décharge couronne dans des configurations d’électrodes de type « triode »
(2015-11-26) BOUTEFFAHA Ahmed; Encadreur: BENDAOUD Abdelber; Co-Encadreur: Dascalescu Lucien
Résumé (Français et/ou Anglais) : The main objective of the work is to characterize experimentally and numerically this particular case of the corona discharge generated by a triode-type electrode arrangement, designed and carried out in collaboration between our laboratory APELEC and PPRIME institute University of Poitiers. The present work analyzes numerically the electric field with and without space charge produced by this type of configuration and different geometry of the electrode system in order to make some recommendations on the design and use. The distance between the electrodes has a very significant influence on the electric field intensity as well as the extension of the corona discharge. Experiments were discussed for different configurations of triode electrodes type. Despite the development of diagnostic tools for process of charging and discharging of the dielectric, the studies did not address the transient regime in these media. It is in this context that we decided to focus our efforts on the study of transient regime in the presence of non-woven fibrous dielectric media. The objective is to evaluate the response of such material to a deposition of electric charges generated by corona discharge and to understand the physical mechanisms involved. In this work, we looked at other factors that could influence the distribution of electric charge on the surface of the media and the DPS, in the case of using a type of triode electrode system : (1) the charge mode" static "or" scan "; (2) the geometry of the electrode system load (the distance between the grid and the wire from the corona electrode);(3) grid voltage, which depends on the resistance and the grid current. Measurements are made through a resistor Rm = 10 MΩ by an electrometer. This solution allowed the interfacing with the computer to complete the acquisition of data using a virtual instrument developed under the LabView environment.
Contribution à l’amélioration de la commande par mode glissant d’un MAS sans capteur mécanique
(2015-12-01) CHEBRE M’hamed; Encadreur: MEROUFEL Abdelkader
Résumé : Le moteur asynchrone suscite de plus en plus l’intérêt des industriels et des chercheurs travaillant dans le domaine des entrainements électriques. Les techniques de l’intelligence artificielle sont de plus en plus utilisées dans le domaine de l’électronique de puissance et la commande des processus. Nous nous proposons de les étudier dans le but de l’amélioration des fluctuations du couple électromagnétique d’un moteur asynchrone. La commande vectorielle et la commande directe du couple sont des commandes déjà utilisées dans les travaux. Notre contribution à ces techniques a pour objectif l’amélioration du mode glissant par une réduction des fluctuations que peut engendrer la commande rapprochée de l’onduleur et la commande algorithmique avec une simplification de la structure du variateur de vitesse Après avoir exposé la modélisation du moteur asynchrone ainsi que son alimentation, la commande vectorielle directe a été présentée. Pour s’affranchir des difficultés du régulateur conventionnel PI qui nécessite la connaissance approfondie du modèle du processus, nous avons implémenté dans un premier temps un régulateur PI dont les paramètres sont optimisés successivement par les AGs et PSO. Par la suite , nous nous sommes penchés sur la synthèse d’un contrôleur par mode glissant et afin de réduire les effets du phénomène de broutement causé par le signal de commande obtenu par le SMC, une combinaison entre la logique floue et le mode de glissement a été proposée . Afin de palier aux contraintes de la commande par orientation du flux rotorique, une autre alternative intéressante dite commande directe du couple a été abordée dans cette étude. Ceci parce que les contrôleurs à hystérésis présentent approximativement le même phénomène de broutement que le mode glissant . Pour terminer, deux approches de commande sans capteur mécanique (MRAS et observateur adaptatif de Luenberger ) sont présentées pour la CVD et la DTC. Des résultats de simulation sont présentés tout au long de ces travaux pour valider les études théoriques. Mots clés : MAS, onduleur, CVD, DTC, logique floue, réseaux de neurones, AGs, OEP, PI ,RMG, RMGF ,MRAS, observateur adaptatif de Luenberger. Abstract Researchers and industrials in the electrical tracking field are becoming more and more interested in the induction motor applications. Artificial intelligence techniques are becoming more popular in power electronics and process control domains. Our proposed study concerns the improvement of the induction motor’s electromagnetic torque fluctuations. The vector control and the direct torque control are two types of control already known. Our contribution to these techniques is aimed to improve the sliding mode by reducing the fluctuations that might be caused by the inverter and the algorithmic controls with a simplification of the speed variation structure. After the exposition of the induction motor as well as its power supply, the DFOC has been proposed. In order to overcome the difficulties encountered with the conventional PI regulator which requires knowledge of the process control , we have implemented as a first step, a PI controller whose parameters have been optimized using both AGs and PSO techniques. In the next step, we have studied the synthesis of a sliding mode controller. In order to reduce the effects of the shattering phenomenon caused by the control signal of the SMC, a combination of fuzzy logic and SMC has been proposed. Furthermore, to solve the problem of the DFOC constraints, another interesting alternative called DTC has been studied in this work. This is because the controllers with hysteresis present approximately the same shattering phenomenon as the sliding mode. Finally, two approaches of control without mechanic sensors (MRAS and adaptive observer of Luenberger) are presented for the DFOC and the DTC . Simulation results are presented all the way through this work to validate the theoretical study. Keywords : Induction motor, Inverter ,DFOC,DTC, Fuzzy logic, Neural network ,GA,PSO , PI, SMC,FSMC , MRAS, adaptive observer of Luenberger.
Réalisation et étude expérimentale d’un nouveau séparateur triboélectrique à électrodes plaques immergées dans le mélange de particules fines
(2016-12-08) BRAHAMI YOUSSOUF; Encadreur: Tilmatine Amar
الملخص(بالعربية) انجاز و دراسة تجريبية جديدة لفاصل كهربائي تريبواليكتريك ذو لوحات كهربائية تتحرك ذهابا وإيابا منغمسين في مميعة لجسيمات دقيقة عندما يفرك اثنين من مواد مختلفة ضد بعضها البعض، كل منهما يكتسب شحنة كهربائية من علامة معاكسة، هذا النوع من اكتساب الشحنات معروف منذ العصور القديمة وأطلق عليه اسم تريبواليكتريك، يظهر مبدأ عمل فواصل التريبواليكتريكية للجسيمات الدقيقة العازلة / العازلة. يبقى فصل مخاليط الجسيمات الدقيقة الى يومنا هذا من تحديات الذي لم يتقن تماما. تم إجراء موجزا شاملا لنظم اكتساب شحنات كهربائية من تأثير تريبواليكتريك، بالتركيز على الجسيمات الدقيقة، حتى الميكرونية. تم انجاز نمودج تجريبي الذي يضم عددا زوجيا من الأقطاب الكهربائية (بالتناوب الإيجابية والسلبية) منغمسين في خليط من جسيمات دقيقة للفصل بينهما، في الحركة العمودية والأفقية للتنقل ذهابا وإيابا. الهدف الأساسي الذي نسعى اليه هو شحن وفصل الجسيمات الدقيقة في فاصل إلكتروستاتي، والتطبيق الذي يهدف الى صناعة الأدوية والمواد الغذائية Résumé (Français et/ou Anglais) : Lorsque deux matériaux différents sont frottés l’un contre l’autre, ils acquièrent chacun une charge électrique de signes opposés ; ce type d’acquisition de charge, connu depuis l’antiquité et portant le nom de triboélectricité, représente la base du principe de fonctionnement des séparateurs triboélectriques des mélanges granulaires de particules isolant/isolant. La séparation des mélanges de particules fines reste de nos jours un défi non encore totalement maitrisé. Une synthèse globale sur les systèmes d’acquisition de charge par effet triboélectrique a été faite, en mettant l’accent sur les particules fines, voire très fines. Un banc expérimental est réalisé qui comprend un nombre pair d’électrodes (positives et négatives alternées) plongées dans un mélange de particules fines pour séparation, en mouvement va-et-vient vertical et horizontal. L’objectif principal recherché est de charger et séparer les particules fines dans un séparateur électrostatique, dont l’application ciblera l'industrie.
Planification des réseaux électriques de distribution pour une présence massive de la génération d’énergie dispersée
(2016-12-13) Aissaoui Ahmed; Encadreur: Sayah Houari
الملخص (بالعربية) : خلاصة : إن الهدف من أطروحة الدكتوراه هذه هو إعداد نموذج ديناميكي للتخطيط متعدد الأهداف لشبكات التوزيع الكهربائي المتوسط الجهد. هذا الأخير يستخدم توليد الطاقة الموزع (ت ط و) آبديل لحل مشكلة تزايد الحمولة. إنه عبارة عن نموذج للتخطيط على المدى الطويل لشبكات التوزيع عن طريق الإدماج الأمثل لتوليد الطاقة الموزع. انه يستعمل لتحديد أفضل المواقع وأفضل أحجام وحدات توليد الطاقة الموزع التي يجب إدماجها للحد من تكاليف الاستثمار و خسائر الطاقة عبر خطوط التوزيع والطاقة الغير لإيجاد أفضل الحلول لمشكل تخطيط وحدات توليد الطاقة الموزع ( جميع الحلول SPEA موزعة. لقد تم استخدام خوارزمية 2باريتو المثلى). و لقد تم اقتراح شبكة توزيع نموذجية ذات 33 عقدة للدراسة و للتخطيط وتحليل العديد من حالات الدراسة ومناقشتها. Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé : L’objectif de ce travail de thèse de doctorat est de développer un modèle dynamique multi-objectif de planification des réseaux électriques de distribution moyenne tension. Ce dernier utilise la GED (Génération d’Energie Dispersée) comme une alternative pour résoudre le problème de la croissance de charge. Il s'agit d'un modèle de planification à long terme des réseaux de distribution par intégration optimale de la GED. Il consiste à déterminer les meilleurs emplacements et les meilleures tailles des unités de la GED à installer pour minimiser les coûts d'investissement, des pertes de lignes et d'énergie non distribuée. L’algorithme SPEA2 est utilisé pour trouver les meilleures alternatives de planification des unités de la GED (l'ensemble de Pareto des solutions optimales du problème). Le réseau de distribution typique à 33 noeuds est proposé pour la planification et plusieurs études de cas sont analysés et discutés. Abstract: The objective of this doctoral thesis is to develop a dynamic multi-objective planning model of the medium voltage electrical distribution networks. The latter uses the DG (Dispersed Generation) as an alternative to solve the load growth problem. It is a long-term planning model of distribution networks by optimal DG integration. It consists to determine the best locations and the best sizes of DG units to be installed for minimize the costs of investment, line losses and energy not supplied. The SPEA2 algorithm is used to find the best alternatives for the DG units planning (the Pareto optimal solutions of the problem). The typical 33 nodes distribution network is proposed for planning and several case studies are analyzed and discussed.
Contribution à l’étude d’un système photovoltaïque hybride de production d’énergie électrique
(2017-01-25) Gourbi Abdelkader; BRAHAMI Mostéfa
الملخص (بالعربية) تهدف المساهمة في هذا العمل لتحليل سلوك وأداء نظام الضوئية الهجين لإنتاج الطاقة الكهربائية المرتبطة مع نظام التخزين المستخدم لتشغيل موقع بعيد في إقليم الجزائر. وقد تم اقتراح النماذج الرياضية التي تصف التشغيل الفعلي لكل جزء من النظام على حسب الظروف المناخية أو البيانات المقدرة. بعد ذلك، تم إجراء البرمجة المتقدمة مع برنامج ماتلاب لمحاكاة تأثير المتغيرات المختلفة على كل عنصر من سلسلة التحويل. وبعد دلك تم تكييف المنهجية باستخدام برنامج هومر لدراسة هذا النوع من النظام . أظهرت النتائج محاكاة جيدة ودقيقة للسلوك الطاقة في نظام متكامل، وهذا النوع من النظام تعمل مع موثوقية عالية وربحية التقنية والاقتصادية والبيئية. هذه النتائج يمكن أن تستخدم لإعطاء إجابات لأسئلة كثيرة عن هذا النوع من التركيب ولمساعدة المصنعين اتخاذ القرارات الصحيحة. Résumé (Français et/ou Anglais) : The contribution of this work aims to analyze the behavior and performance of a hybrid photovoltaic system for the production of electrical energy associated with a storage system used to power a remote site in the territory of Algeria. Mathematical models have been proposed describing the physical operation of each part of the system studied, depending on weather conditions or estimated data. Next, a programming developed with Matlab software was performed to simulate the influence of various parameters on each element of the conversion chain. Thus, a methodology has been adapted is using the HOMER software for studying this type of system. The results show a good and accurate simulation of the energy behavior of the complete system and this type of system operates with a high reliability and a technical, economical and ecological profitability. These results can be used to give answers to many questions about this type of installation and to help manufacturers make the right decisions.
Etude expérimentale et numérique de la précipitation électrostatique d’une atmosphère chargée de pollution.
(2017-02-16) KHERBOUCHE fouad; Encadreur: BENMIMOUN Youcef; Co-Encadreur: TILMATINE Amar
Résumé (Français et/ou Anglais) : L'objectif principal de cette thèse est d'étudier un précipitateur électrostatique (ESP) dans une nouvelle configuration asymétrique fil-cylindre. Notre précipitateur électrostatique (prototype de laboratoire) est étudié expérimentalement et numériquement. Où nous évaluons l'efficacité de collecte des particules de haute résistivité telles que celles produites des procédés de fabrication du ciment. Les expériences sont réalisées avec des particules de ciment allant de 0,18 à 5 µm avec une taille moyenne d'environ 0,4 µm. Un spectromètre d’aérosol est utilisé pour caractériser la distribution de taille de ces particules à la sortie de l'ESP. L'efficacité de la collecte est estimée pour diverses grandeurs de tension appliquées en courant continu et pour les deux polarités positive et négative. Les mesures électriques montrent que le comportement des décharges couronne est semblable à celui obtenu en configuration axisymétrique fil-cylindre. Les résultats montrent que l'efficacité de collecte de notre électrofiltre peut atteindre 95% dans la polarité négative. Afin de comprendre les trajectoires des particules à l'intérieur de l'ESP, les résultats expérimentaux sont comparés avec les données obtenues à partir de la simulation numérique en utilisant un modèle couplé. Ces résultats numériques indiquent que les particules peuvent être collectées sur des zones bien déterminées de l’électrode de collecte où le champ électrique est faible. Mots clés: précipitateur électrostatique, décharge corona, particules de haute résistivité, géométrie asymétrique, efficacité de la collecte. The main objective of this thesis is to study a new electrostatic precipitator (ESP) with asymmetrical wire-to-cylinder configuration. Our laboratory scale ESP is investigated experimentally and numerically. Where we evaluate the collection efficiency of high resistivity particles such as the ones released from cement manufacturing processes. The experiments are performed with cement particles ranging from 0.18 to 5 µm with a mean size of about 0.4 µm. An aerosol spectrometer is employed for characterizing the size distribution of these particles at the outlet of the ESP. The collection efficiency is estimated for various dc applied voltage magnitudes and for both positive and negative polarities. The electrical measurements show that behavior of corona discharges is similar to that obtained in symmetrical wire-to-cylinder configuration. Results show that the particle collection efficiency of the ESP can reaches 95 % in the case of negative corona discharge. In order to understand the particle trajectories inside the ESP, the experimental results are compared with data obtained from numerical simulation by using a coupled model. Numerical results indicate that the particles can be collected on the hole collecting electrodes even in the area where the electric field is less intense. Keywords: Electrostatic precipitator, corona discharge, high resistivity particles, asymmetrical geometry, collection efficiency.
Optimisation Multiobjectif de L’écoulement de Puissance par des Algorithmes Multiagents Probabilistes
(2017-03-01) KHERFANE Riad Lakhdar; Encadreur: YOUNES Mimoun
Résumé (Français et/ou Anglais) : The main current concerns of power generators using thermal fossil fuel power plants are producing electricity with a low cost of fuel and minimizing emissions of toxic gases into the atmosphere. Note that for cost minimization and reduction of emissions, it is necessary to consider the transmission losses that depend on the network map, the values of the impedances brought into play and the load distribution and productions. The latter plays the most important role in this area. For this it is necessary to express the total losses as a function of the generated power. The high level of competitiveness today forced power plants to continuously improve reliability, efficiency and profitability, while enhancing their performance and compliance with environmental. The use of probabilistic multi-agent algorithms enables solving problems of minimization of greenhouse gas emissions, improving dust control, optimizing the performance of fuels and yield optimization turbines. Our work has focused on the exploitation of effective cooperation between software agents that require a high degree of coordination. The intelligence gained here is adaptive, agents must use the information received in order to behave properly in a scalable environment. This work is validated through IEEE networks.
Optimisation par les algorithmes génétiques pour l’adaptation de la commande robuste H∞ dans le contrôle automatique d’excitation des générateurs synchrones puissants
(2017-04-08) GHOURAF Djamel eddine; Encadreur: NACERI Abdelatif
Résumé (Français et/ou Anglais) : La stabilité et la robustesse sont considérées comme des conditions essentielles pour la fiabilité et la continuité de la production d'énergie électrique ce dernier produit par une série de systèmes avec des modèles mathématiques très complexes c’est le système de puissance. Du fait que ces systèmes installés dans des conditions environnementales complexes Ils sont exposés à une incertitude qui peut influencer directement sur le leurs fonctionnement et donc sur la stabilité de la production d'énergie. Le Stabilisateur de système de puissance PSS jeux un rôle important dans l'amélioration de cette stabilité, mais dans certaines conditions de fonctionnement dégradé sont inefficace, pour résoudre donc le problème de la robustesse de la stabilité nous avons exploité les techniques de commande fréquentielles avancées (H2 et H∞), et par la suite l’optimisation commandes robustes synthétisés (fonctions de pondérations) par des méthodes non déterministes et notamment l’algorithme génétique ‘AG’, permettant l’adaptation paramétriques et l’application d’une commande plus robuste appliquée à l’excitation des machines synchrones puissants, sous différentes conditions de fonctionnement de la station électrique et problèmes incertains. L'étude proposée est basée sur deux volets : l’adaptation de la commande robuste par l’optimisation des paramètres du PSS qui considéré comme l’objet de commande, et la deuxième c’est l’adaptation de la commande robuste par l’optimisation de ces fonctions de pondérations (W1 W2 W3), qui constitue l’étape le plus décisif. Les résultats de simulation (avec des tests de robustesses vis-à-vis des variations paramétriques de la machine), montrent une amélioration considérable des performances dynamiques et une grande robustesse de stabilité de contrôleur robuste H∞ adapté par ces Algorithme génétique. Notre travail est réalisé à l’aide des interfaces GUI développés sous logiciel MATLAB.
Contribution à l’étude des précipitateurs électrostatiques de poussière. Réalisation d’un prototype de laboratoire.
(2017-04-25) BERRACHED Djelloul; Encadreur: TILMATINE Amar
Résumé (Français et/ou Anglais) : Contribution à l’étude des précipitateurs électrostatiques de poussières. Réalisation d’un prototype de laboratoire Résumé les poussières de bois sont à l’origine de pathologies dont les plus graves sont des cancers des voies respiratoires supérieures. Compte tenu de la dangerosité avérée de ces poussières, un système de filtration très performant est nécessaire pour assainir les ambiances de travail. Couramment, l’industrie de bois utilise des filtres à média sujets à l’écrasement et produisant des déchets. Pour remédié à ceci nous avons choisi une épuration par électron filtration, procédé sans déchet. Dans une première phrase expérimentale nous avons étudié la performance d’un électro filtre de géométrie fil-plaque. Cet appareil conçu et mis au point au laboratoire a permis l’étude des paramètres tels que : la géométrie des électrodes, la tension appliqué, la granulométrie et la nature des particules. Nous avons pu montrer que l’électro filtration était faisable et d’une efficacité pouvant atteindre 99.9%. Dans une deuxième phrase nous avons pris l’étude expérimentale avec la méthode du plan d’expérience, permet de délimiter les intervalles de variation des variables et ensuite de modéliser le rendement de dispositif en proposant un modèle mathématique qui est validé en vérifiant des critères bien défini les modèles obtenus ont été ensuite utilisés pour déterminer des valeurs optimales des différents facteurs et pour prédire le rendement du dispositif qui serait obtenu pou n’importe quelles valeurs des facteurs. Mots clés : précipitation électrostatique ; ESP à un seul étage et à deux étages, dépoussiérage, décharge couronne, modélisation.
Etude et réalisation d’un séparateur à induction électromagnétique
(2017-05-14) Ayad ahmed nour el islam; Encadreur: Ayad abdelghani
Résumé (Français et/ou Anglais) : Le travail présenté est consacré à la simulation et à la réalisation d’un séparateur à induction magnétique utilisée pour le recyclage et la récupération des matériaux ferreux et non ferreux. Les simulations par la méthode des éléments finis en 2D et 3D de différents séparateurs statique, rotationnel, ou à courant de Foucault ont montré l’influence de plusieurs paramètres magnétiques, mécaniques, taille de particule et champ magnétique des aimants permanents qui entrent en jeu dans le processus de séparation. Cela nous a permis de faire une réalisation du séparateur magnétique à induction et ajuster ces paramètres afin d’avoir un taux important et rentable avec une force d'éjections importantes. Abstract The work presented is devoted to the simulation and realization of a magnetic induction separator used for the recycling and recovery of ferrous and non-ferrous materials. The 2D and 3D finite element simulations of various separators static, rotary, or eddy current have shown the influence of several magnetic, mechanical, particle size and magnetic field parameters of the permanent magnets that come into play in the separation process. This allowed us to make a realization of the induced magnetic separator and adjust these parameters in order to have a high rate and profitable with a force of large ejections.
La gestion optimale des réseaux électriques par l’intelligence collective
(2017-06-28) KHERFANE Naas; Encadreur: YOUNES Mimoun
Résumé (Français et/ou Anglais) : To achieve optimal management of electrical energy networks and for demonstrate the performance and effectiveness of collective intelligence algorithms and their capabilities in finding optimal solutions (better global research, convergence, minimal time Compared to conventional optimization algorithms), For this purpose the approach had used the algorithms: Firefly FFA, ants algorithm ACO, modified frog leaping MSFLA, monkey algorithm (Monkey) MA, algorithm of the swarms PSO and Biogeography-based optimization (BBO). Thus the work and in its quest for more reliable and accurate solutions the use of hybridization technique (the combination of methods): 1) -Hybridization FFA-MPSO, 2) -Hybridization ACO-MSFLA , 3) - HybridizationPSO-MA,4) - HybridizationBBO-MA . The problem EPD (economic dispatching) has been solved using the previously mentioned methods by integrating single-objective or multi-objective functions applied on the IEEE-6, IEEE-14, IEEE-30 networks and Networks with 10 and 20 generators.
Contribution à la commande robuste du système d’énergie renouvelable
(2017-07-03) Allam mohamed; Encadreur: Dehiba Boubaker
الملخص(بالعربية): يعرض هذا العمل تقنيات التحكم قوية مخصصة لنظام طاقة الرياح على أساس آلة لا تزامنيه مزدوجة التغذية، بحيث الجزء الثابت متصل مباشرة بالشبكة الكهربائية، اما جزء الدوار مغذى من قبل محول لتوتر الكهربائي ذو ثلاث مستويات . الفكرة الرئيسية تعتمد على تطبيق مختلف التقنيات التحكم و التي نذكر منها تقنية النمط الانزلاقي و النمط الانزلاقي الغامضلتحكم منفصل للاستطاعة النشيطة والاستطاعة التفاعلية التي تم انتاجهما بواسطة الالة المنفصلة بتقنية التحكم الشعاعي هذه الأخيرة تعتمد علىالتحكمالكلاسيكي(PI) . وأخيرا، التحليل و مقارنة أداء و متانة هذا النظام يتم عن طريق برنامج .Matleb / Simulink TM Résumé (Français et/ou Anglais) : Ce travail présente des techniques de commande robustes dédiées au système éolien basé sur la machine asynchrone à double alimentation (MADA) de 10kW. Le stator de la MADA est directement relié au réseau électrique, par contre le rotor est alimenté par unonduleur à trois niveaux à structure NPC de tension. L’idée principaleconsisteà appliquer les déférentes techniques de commande à savoir : la commande par mode glissant (CMG) et la commande hybride par mode glissant floue (CMGF) pour le contrôle indépendant des puissances active et réactive générées par la MADA découplée par la technique de commande vectorielle. Cette dernière est basée sur des contrôleurs classiques (PI). Enfin, les performances et la robustesse sont analysées et comparées par simulation à base du logiciel Matlab/SimulinkTM.
Commande directe du couple d’une machine asynchrone double étoile sans capteur mécanique par les techniques de l’intelligence artificielle
(2017-07-05) HECHELEF MOHAMMED; Encadreur: Meroufel Abdelkader
الملخص (بالعربية) ركز هذا العمل على التحكم المباشر في العزم بدون استعمال ملتقط السرعة الميكانيكي، وكذا تطبيقه على المحرك ذو اللف المزدوج في الجزء الثابت باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي، وتتمثل المساهمة الرئيسية في هذا البحث في تطوير طريقة التحكم وذلك بتحسين تقنية التحكم المباشر في العزم. من أجل القيام بذلك قمنا بتعديل تقنية التحكم في المموجات باستعمال تقنيتي الشبكات العصبية والمنطق الغامض ثم في تقنية تقدير سرعة الدوار باستعمال النموذج المرجعي الكلاسيكي وباستخدام الشبكات العصبية، في النهاية قمنا ببعض التجارب عن طريق المحاكات الرقمية لمجموعة من المشاكل التي تصادف هذ النوع من المحركات وذلك للتعرف على النتائج المتحصل عليها في مثل هذه الحالات. على الرغم من أن استخدام الذكاء الاصطناعي في التحكم المباشر في عزم الدوران بدون استعمال الملتقطات الميكانيكية أعطى نتائج ممتازة باستعمال المحاكات الرقمية، إلا أنه تبقى الحاجة إلى تدخل خبير، الصعوبة في نمذجة الأنظمة والحاجة إلى معالج ذو قدرة كبيرة مواضيع مهمة جدا في البحث العلمي فيما يتعلق بأنظمة التحكم الكهربائية الكلمات المفتاحية :محرك التزامني مزدوج اللف، التحكم المباشر في العزم، الذكاء الاصطناعي، الشبكات العصبية الاصطناعية، المنطق الغامض، نظام النموذج المرجعي Résumé (Français et/ou Anglais) : Le présent travail a porté sur la commande directe du couple sans capteur mécanique de la machine asynchrone double étoile par l’utilisation des techniques des intelligences artificielles. Notre apport principal réside dans le développement des méthodologies de commande afin d’améliorer la commande directe du couple, pour cela nous avons agi sur la commande des onduleurs par l’utilisation des réseaux de neurones et la logique floue puis sur la technique d’estimations de la vitesse rotorique à base du modèle de référence adaptatif classique et neuronale (SAMR et SAMRN). Des essais en simulation en mode dégradé de la MASDE ont été faits à la fin de ce travail pour vérifier le comportement de ce type de machine face aux différents types de défauts. Bien que l’utilisation de l’intelligence artificielle dans notre travail que ce soit dans la commande ou dans l’estimation a montré par simulation de très bons résultats, Les mots clés : la machine asynchrone double étoile, la commande directe du couple, les intelligences artificielles, les réseaux de neurones, la logique floue. Modèle de référence adaptatif
Contribution à l’étude du transfert d’énergie dans les systèmes Photovoltaïques.
(2017-12-19) BENAISSA Mohammed Omar; Encadreur: HADJERI Samir
Résumé (Français et/ou Anglais) : Les études dans le domaine des énergies renouvelables sont nombreuses et sont en constante évolution. Le photovoltaïque est l'un des axes de recherche actuellement en plein essor d'investigation tant sur les cellules à haut rendement que sur les structures liées à l'exploitation. Cette thèse abordera d'abord un état de l'art sur les différentes filières technologiques photovoltaïques. Dans cette optique nous décrivons le principe de fonctionnement d’un panneau photovoltaïque, sa modélisation mathématique ainsi que les différentes caractéristiques qui nous donneront une vision sur la suite de l’étude. La non-linéarité de la caractéristique I=f(V) dans un système photovoltaïque nous poussera à explorer les différentes stratégies d'extraction de l'énergie fournie par les panneaux solaires. En effet le (Maximum Power Point Tracking) dite MPPT est une partie essentielle du générateur photovoltaïque utilisé dont le but d’extraire le maximum de puissance disponible dans les cellules. Différents algorithmes MPPTs sont introduits nous citons entre autres : (Perturb and Observe), (Incremental Conductance), d’autres algorithmes sont à base de l’intelligence artificielle comme (Fuzzy Logic Control) (FLC) et (Artificial neural network) (ANN), d’autres études ont envisagé la fusion entre (FLC) et (ANN) nommée Adaptive Neuro Fuzzy Inference system (ANFIS), ce dernier combine l’aptitude du Fuzzy Logic à traiter les données imprécises avec les capacités d’apprentissage du Artificial Neural Network. Un autre aspect qui peut être intéressant à aborder dans cette thèse est celui des systèmes photovoltaïques autonomes ou « stand-alone », ces installations ne sont pas connectées au réseau, mais elles doivent assurer la couverture de la demande de la charge en tout temps, de sorte que leurs utilisations sont encore plus attrayantes dans les régions isolées et arides (Sahara Algérien). Notre pays peut satisfaire dans une certaine mesure quelques besoins en énergie électrique notamment ceux qui sont liés aux applications de pompage où l’utilisation des systèmes PV autonomes est considérée comme l’une des domaines les plus prometteurs de l’énergie solaire. Ces systèmes sont au cœur de plusieurs secteurs industriels comme l’industrie pétrolière, la production de l’énergie thermique et nucléaire…etc. Une compréhension de la manière dont ces systèmes fonctionnent est essentielle pour améliorer leurs performances et réduire leurs coûts d’exploitation. En dernier lieu, une idée novatrice est abordée dans cette thèse liée à l’utilisation du PV système lorsqu’il est connecté au réseau électrique, en effet une association avec un onduleur (VSC) rend l’ensemble capable de maintenir la tension du nœud de connexion (Point of Common Coupling) (PCC) à un niveau désiré, sans pour autant avoir recours aux d’autres dispositifs qui pourraient augmenter le coût total du système de transmission comme les systèmes FACTS.