Eco-optimisation du dimensionnement d’un moteur pour domotique
Écoconception en génie électrique - Exemples

L’utilisation de l’outil d’analyse sur cycle de vie se pratique ici dans le cadre d’une optimisation du dimensionnement d’un composant électromagnétique : un moteur à induction monophasé pour application domotique (figure 14). Nous considérons, dans cet exemple, deux objectifs à minimiser :

• l’énergie globale sur cycle de vie, qui représente un impact environnemental majeur à nos yeux dans le domaine des applications électrotechniques ;

• la masse totale des parties actives, qui représente indirectement un autre impact environnemental, notamment à travers la consommation des ressources en matières premières.

Le moteur décrit ici est le composant actif d’un dispositif d’entraînement électrique destiné aux produits légers du bâtiment, constitués sous la forme d’actionneurs tubulaires pour produits enroulables comme les volets roulants, les stores de terrasse, les portes de garage, etc.

Ces moteurs sont conçus de manière à être insérés à l’intérieur du tube d’enroulement du produit considéré, qu’ils entraînent ensuite en rotation. Les temps de sollicitation typiques sont très courts, ne dépassant pas la trentaine de secondes. De ce fait, la durée cumulée de fonctionnement de l’actionneur est de moins de dix heures par an, ce qui conduit à un dimensionnement particulier favorisant le couple plutôt que le rendement sur cycle de fonctionnement.

Le moteur électrique – Le seul objet considéré dans cette étude.

Ce moteur est alimenté à fréquence fixe, au sein d’une application où la vitesse varie peu. Il n’y a donc pas d’intérêt spécifique, dans ce cas, à ajouter l’optimisation du réducteur hormis du point de vue mécanique (choix de construction ayant un impact environnemental différent). Dans un cas moins spécifique de machine asynchrone, cette question aurait tout à fait pu être envisagée. Le moteur considéré présente une paire de pôles et deux phases, 12 encoches au stator et 16 au rotor. Les deux bobinages sont distribués pour donner naissance à un champ tournant bipolaire. Afin de permettre un fonctionnement identique dans les deux sens de rotation les deux enroulements sont identiques.

Le moteur étudié est prévu pour une motorisation de volet roulant. Le couple exercé par le moteur n’est pas constant,...