Contribution au développement d'outils de conception de machines synchrones à aimants permanents en vue de l'intégration convertisseur-machine : étude des machines électriques double étoile à coupleur magnétique intégré pour une application aéronautique

A l’heure où la distribution de l’énergie électrique reste encore en discussion pour les nouvelles générations d’avions de transports civils ou militaires, une remise en cause du niveau des tensions continues disponibles pourrait porter les bus de tension de 270Vdc à 540Vdc. De fait, les équipementiers devront proposer des produits facilement adaptables à ces deux niveaux de tension. Par ailleurs, la course au rendement nécessite de revoir les systèmes actuels en proposant des versions plus compactes, fonctionnant à des meilleurs niveaux de rendement. L’atteinte de ces objectifs peut passer par une rupture technologique qui devrait s’opérer dans le domaine de la conversion d’énergie avec l’avènement, d’une part, des composants « grand gap », d’autre part, l’exploitation de structures innovantes de convertisseurs de puissance autore configurables. Les systèmes associant plusieurs convertisseurs et plusieurs machines, appelés communément Systèmes Multi-Convertisseurs Multi-Machines (SMCMM), jouent également un rôle prépondérant grâce aux avantages qu’ils présentent tels que, la modularité, la sûreté et l’accroissement de puissance. Néanmoins, si a priori, l’innovation technologique porte sur le convertisseur statique, le rendement d’un système électromécanique alliant convertisseur et machine ne correspond pas en général au produit des rendements de chacun des composants qui le constituent. En effet, le fonctionnement global fait apparaître de nouvelles problématiques. Dans ce contexte, la ligne directrice de ces travaux de recherche porte sur une méthodologie générale et le développement d’outils qui permettent d’étudier ces systèmes dans leur globalité. L’enjeu scientifique de cette étude consiste à adapter au mieux la machine à son convertisseur, optimiser la qualité du couple (amplitude et ondulations), donc à dimensionner et optimiser une machine qui réponde non seulement à la fonction principale visée par l’application, produire un couple mécanique à une vitesse donnée, mais qui satisfasse aussi une, voire plusieurs fonctionnalités requises pour l’utilisation d’onduleurs reconfigurables en tension. Afin de constituer une palette d’outils qui permettra de développer une méthodologie générale d’analyse des SMCMM, un outil de génération et de caractérisation systématique des bobinages et des aimants permanents est développé. Ce premier outil couplé à un modèle de type champ, basé sur la résolution analytique des équations du champ magnétique, est capable de fournir les performances électromagnétiques de la machine en fonction des critères du concepteur. Ensuite, un second outil qui permet d’appliquer la théorie d’une vision de conception par l’adéquation des sources du champ dans une machine, est développé. Nous pouvons alors rechercher la possibilité de maximiser le couple en adaptant, soit les bobinages, soit les aimants permanents. Pour étendre les précédents résultats à un cas général, un problème d’optimisation est formulé. Pour cela, un problème inverse à variables mixtes, relations complexes et non linéaires, est résolu avec un algorithme de type « boîte noire ». Les travaux se focalisent ensuite sur l’intégration de la fonction coupleur magnétique, puis sur la mise en évidence des conditions de fonctionnement optimal d’une machine synchrone à aimants permanents montés en surface et à double étoile (MSAPDE), alimentée par deux convertisseurs en parallèle reconfigurables en tension à commande entrelacée. Cette démarche est une première approche concrète de l’intégration machine convertisseur. Les courants induits dans les parties conductrices de la machine en mouvement sont modélisés afin de vérifier en fonction de la fréquence, leurs effets sur la fonction de coupleur magnétique. Finalement, après des simulations numériques qui permettent d’analyser et de classifier les avantages et les inconvénients de plusieurs solutions de machines, la réalisation de deux démonstrateurs de MSAPDE à coupleur intégré est initié

Leveraging Genetic Findings for Precision Medicine in Vasculitis

Vasculitides are a heterogeneous group of low frequent disorders, mainly characterized by the inflammation of blood vessels that narrows or occlude the lumen and limits the blood flow, leading eventually to significant tissue and organ damage. These disorders are classified depending on the size of the affected blood vessels in large, medium, and small vessel vasculitis. Currently, it is known that these syndromes show a complex etiology in which both environmental and genetic factors play a major role in their development. So far, these conditions are not curable and the therapeutic approaches are mainly symptomatic. Moreover, a percentage of the patients do not adequately respond to standard treatments. Over the last years, numerous genetic studies have been carried out to identify susceptibility loci and biological pathways involved in vasculitis pathogenesis as well as potential genetic predictors of treatment response. The ultimate goal of these studies is to identify new therapeutic targets and to improve the use of existing drugs to achieve more effective treatments. This review will focus on the main advances made in the field of genetics and pharmacogenetics of vasculitis and their potential application for ameliorating long-term outcomes in patient management and in the development of precision medicine.This work was supported by the following grants: PI18/00040 from Instituto de Salud Carlos III (ISCIII, Spanish Ministry of Economy, Industry, and Competitiveness) and the Cooperative Research Thematic Network (RETICS) programme (RD16/0012/0013 and RD16/0012/0009) (RIER), from ISCIII (Spanish Ministry of Economy, Industry and Competitiveness)

Contribution to the design tools development for permanent magnet synchronous machines in order to converter-machine integration : double star electrical machines with magnetic coupler integrated for aeronautic application study

A l’heure où la distribution de l’énergie électrique reste encore en discussion pour les nouvelles générations d’avions de transports civils ou militaires, une remise en cause du niveau des tensions continues disponibles pourrait porter les bus de tension de 270Vdc à 540Vdc. De fait, les équipementiers devront proposer des produits facilement adaptables à ces deux niveaux de tension. Par ailleurs, la course au rendement nécessite de revoir les systèmes actuels en proposant des versions plus compactes, fonctionnant à des meilleurs niveaux de rendement. L’atteinte de ces objectifs peut passer par une rupture technologique qui devrait s’opérer dans le domaine de la conversion d’énergie avec l’avènement, d’une part, des composants « grand gap », d’autre part, l’exploitation de structures innovantes de convertisseurs de puissance autore configurables. Les systèmes associant plusieurs convertisseurs et plusieurs machines, appelés communément Systèmes Multi-Convertisseurs Multi-Machines (SMCMM), jouent également un rôle prépondérant grâce aux avantages qu’ils présentent tels que, la modularité, la sûreté et l’accroissement de puissance. Néanmoins, si a priori, l’innovation technologique porte sur le convertisseur statique, le rendement d’un système électromécanique alliant convertisseur et machine ne correspond pas en général au produit des rendements de chacun des composants qui le constituent. En effet, le fonctionnement global fait apparaître de nouvelles problématiques. Dans ce contexte, la ligne directrice de ces travaux de recherche porte sur une méthodologie générale et le développement d’outils qui permettent d’étudier ces systèmes dans leur globalité. L’enjeu scientifique de cette étude consiste à adapter au mieux la machine à son convertisseur, optimiser la qualité du couple (amplitude et ondulations), donc à dimensionner et optimiser une machine qui réponde non seulement à la fonction principale visée par l’application, produire un couple mécanique à une vitesse donnée, mais qui satisfasse aussi une, voire plusieurs fonctionnalités requises pour l’utilisation d’onduleurs reconfigurables en tension. Afin de constituer une palette d’outils qui permettra de développer une méthodologie générale d’analyse des SMCMM, un outil de génération et de caractérisation systématique des bobinages et des aimants permanents est développé. Ce premier outil couplé à un modèle de type champ, basé sur la résolution analytique des équations du champ magnétique, est capable de fournir les performances électromagnétiques de la machine en fonction des critères du concepteur. Ensuite, un second outil qui permet d’appliquer la théorie d’une vision de conception par l’adéquation des sources du champ dans une machine, est développé. Nous pouvons alors rechercher la possibilité de maximiser le couple en adaptant, soit les bobinages, soit les aimants permanents. Pour étendre les précédents résultats à un cas général, un problème d’optimisation est formulé. Pour cela, un problème inverse à variables mixtes, relations complexes et non linéaires, est résolu avec un algorithme de type « boîte noire ». Les travaux se focalisent ensuite sur l’intégration de la fonction coupleur magnétique, puis sur la mise en évidence des conditions de fonctionnement optimal d’une machine synchrone à aimants permanents montés en surface et à double étoile (MSAPDE), alimentée par deux convertisseurs en parallèle reconfigurables en tension à commande entrelacée. Cette démarche est une première approche concrète de l’intégration machine convertisseur. Les courants induits dans les parties conductrices de la machine en mouvement sont modélisés afin de vérifier en fonction de la fréquence, leurs effets sur la fonction de coupleur magnétique. Finalement, après des simulations numériques qui permettent d’analyser et de classifier les avantages et les inconvénients de plusieurs solutions de machines, la réalisation de deux démonstrateurs de MSAPDE à coupleur intégré est initiée.At the moment, distribution of electrical power is still being discussed for the new generations of civil and military aircraft. Level of DC voltage available is challenging and could take voltage from 270Vdc to 540Vdc. Hence, equipment suppliers must propose products easily adaptable to these two voltage levels. Otherwise, the race for better performances requires the revision existing systems by offering more compact versions functioning at better efficiency levels. Achieving these goals may be through a technological breakthrough that should be operated in the field of energy conversion with advent of both components "high band gap", and the use of innovative structures of self-reconfigurable power converters. Systems that combine several converters and several machines, commonly called Multi-Converters Multi-Machines Systems (SMCMM), also play a prominent part thanks to their advantages such as, modularity, safety and increased power. Nevertheless, if in principle, technical innovation concerns with the static converter, the efficiency of an electromechanical system which combines machine and converter does not correspond generally to the efficiency product of each constituent component. Indeed, overall functioning reveals new problems. In this context, the guidelines for this research work focus on a general methodology and the development of tools in order to study these systems as a whole. The scientific challenge of this study consists in adapting a machine to its converter, optimizing the torque quality (amplitude and ripples), so to size and to optimize a machine that meets not only the main function covered by the application, i.e. to produce a mechanical torque at a given speed, but also satisfies one or several functionalities required for using reconfigurable voltage inverters. In order to provide a range of tools that will allow the development of a general methodology for SMCMM analysis, a tool for automatic generating and characterizing windings and permanent magnets has been developed. This first tool coupled with an analytical model of field type, based on solving equations of magnetic field, is able to provide electromagnetic performances of the machine according to the designer's criteria. A second tool which allows us to apply theory of a design vision by the field sources adequacy in a machine has been developed. Consequently, we can look for possibility to maximize torque by adapting either windings or permanent magnets. To extend previous results to a general case, an optimization problem is formulated. For this purpose, an inverse problem with mixed variables, complex and non-linear relations, is solved with a "black box" algorithm. The work focus on magnetic coupler function integration, on the identification of optimal operating conditions of a synchronous machine with surface-mounted permanent magnets (AP) and double star (MSAPDE), supplied by two reconfigurable parallel interleaved inverters. This approach is a first practical step into machineconverter integration. Eddy currents in the moving conductive parts of the machine are modeled in order to check their effects on the magnetic coupler function according to frequency. Finally, after numerical simulations which allow us to analyze and classify pros and cons of several machine solutions, the fulfillment of two MSAPDE demonstrators integrating magnetic coupler is initiated

Neutrophil extracellular traps and intra-alveolar hemorrhage

Rationnel : L’Hémorragie intra-alvéolaire (HIA) est une complication grave du lupus érythémateux systémique (LES) et des vascularites systémiques. Plusieurs études ont suggéré un rôle délétère des neutrophils extracellular traps (NETs) dans les maladies auto immunes et les pathologies pulmonaires aigues.Objectifs : Établir si les NETs étaient détectés dans les poumons de modèle murin d’HIA induit par le pristane, s’ils participaient aux mécanismes lésionnels pulmonaires et s’ils pourraient constituer une cible thérapeutique.Méthodes :Les NETs ont été identifiés par microscopie à fluorescence avec des marquages d’ADN, d’élastase neutrophile et d’histones citrullinés. Les lésions histologiques pulmonaires ont été évaluées à partir d’un marquage hématoxyline-éosine. Le statut clinique des modèles a été évalué par la mesure de l’oxygénation artérielle sanguine et une courbe de survie après un traitement par désoxyribonucléase-1 recombinante humaine (Rh-DNase-1) en inhalation, ou après déplétion des polynucléaires neutrophiles (PNN).Résultats :Nous avons observé que le pristane induisait la formation des NETs in vitro et in vivo.Le traitement des modèles par la Rh-DNase-1 dégradait les NETs, réduisait les lésions d’HIA et améliorait l'état clinique des modèles. De plus, après déplétion en PNN, les NETs étaient absents, les lésions d’HIA étaient réduites et l’oxygénation des modèles était améliorée.Conclusion:Nous avons observé un rôle des NETs dans l’aggravation des lésions d’un modèle d’HIA induit par le pristane. Cibler les NETs avec la Rh-DNase-1 pourrait être une thérapeutique adjuvante intéressante dans la prise en charge des HIA auto immunes chez l’Homme.BackgroundIntra-alveolar hemorrhage (IAH) is a life-threatening complication of systemic lupus erythematosus (SLE) and systemic vasculitis. Although initially described with antibacterial properties, increasing evidences suggest a detrimental role for neutrophil extracellular traps (NETs) in both autoimmune diseases and acute lung injury.ObjectivesTo investigate whether NETs were detected in pristane-induced lupus IAH murine model, contributed to lung injury and might constitute a therapeutic target. MethodsNETs were characterized by immunofluorescence staining of deoxyribonucleic acid, neutrophil elastase and citrullinated histones. Evaluation of lung injury was performed with hematoxylin-eosin preparation using a quantification program. Mice clinical status was assessed by the measure of arterial blood oxygenation and a survival curve after recombinant human deoxyribonuclease-1 (Rh-DNase-1) inhalations or polymorphonuclear neutrophils (PMN) depletion. ResultsWe observed that pristane promoted NETs formation in vitro and in vivo. Treating mice with Rh-DNase-1 inhalations cleared NETs and reduced lung injury. Animal clinical status significantly improved with increased arterial oxygenation and survival. In agreement, following depletion of PMN, NETs were absent with subsequent reduction of lung injury and improved arterial oxygenation.Conclusion We observed a pathogenic role of NETs in exacerbating lung injury of pristane-induced IAH. Targeting NETs with Rh-DNase-1 inhalations could be an interesting adjuvant therapy in human autoimmune IAH