Remporter le titre de champion du World Solar Challenge : Optimisation du moteur à flux axial du réseau Halbach de l'équipe belge Innoptus Solar Team

L'équipe belge Innoptus Solar Team, qui avait déjà remporté le titre au World Solar Challenge, s'est à nouveau couronnée championne du monde. Cette fois, ils ont apporté avec eux leur dernière merveille, la voiture de course "Infinite", équipée d'un moteur à flux axial unique, fabriqué par eux-mêmes, avec des réseaux Halbach avancés dans son double rotor. Lorsqu'il s'est agi de garantir les normes de qualité magnétique les plus élevées pour ce moteur, Magcam est devenu leur partenaire privilégié.

Avant l'assemblage du rotor, Magcam a commencé par mesurer les distributions de champ magnétique à haute résolution du lot complet d'aimants individuels à l'aide de sa caméra de champ magnétique sophistiquée Combi Scanner. Les mesures ont consisté à faire passer la caméra de champ magnétique MiniCube3D de Magcam sur la surface de l'aimant en quelques étapes à grande vitesse, puis à assembler les images individuelles. Le réseau 2D intégré à la puce, composé de plus de 16 000 capteurs à effet Hall, a permis de réduire les temps de cycle.
L'analyse ultérieure des données de distribution du champ magnétique mesuré a permis d'obtenir une série de paramètres de qualité pour chaque aimant, notamment la force de l'aimant, l'erreur d'angle d'aimantation et des cartes d'homogénéité magnétique localisées, ce qui permet des évaluations approfondies de la qualité, inégalées par toute autre technique d'inspection magnétique.

Après avoir classé les résultats dans des histogrammes, la variation de la qualité au sein du lot d'aimants a pu être visualisée et analysée plus en détail.
Étant donné qu'un réseau Halbach se compose d'aimants ayant des orientations de magnétisation différentes et placés dans un ordre bien défini, l'analyse a été effectuée pour chaque type d'aimant séparément.
L'objectif de cette analyse était de ne sélectionner que les aimants présentant des tolérances de qualité étroites et de rejeter les aimants non conformes, afin d'éviter que de mauvais aimants ne pénètrent dans les rotors et n'en détériorent par conséquent les performances.
Une première présélection des aimants a été effectuée en rejetant tous les aimants qui présentaient un écart d'angle du vecteur de magnétisation trop important. Ensuite, les aimants qui présentaient de grandes inhomogénéités dans leur distribution interne de magnétisation ont également été éliminés, une caractéristique qui ne peut être mesurée qu'en combinant la cartographie du champ magnétique et les algorithmes d'analyse exclusifs de Magcam. Dans les ensembles d'aimants restants, il existait encore une certaine variation de la force de magnétisation interne, une mesure que les algorithmes de Magcam peuvent également extraire de la distribution du champ magnétique externe. L'objectif étant de créer un moteur performant et uniforme, les extrémités de l'histogramme ont été écartées de la sélection.

Avec le reste des aimants, dont chacun a été caractérisé avec précision, les astucieux concepteurs de moteurs de l'équipe Innoptus Solar ont optimisé la disposition des aimants pour leurs deux rotors, en répartissant les différences restantes entre les aimants sur l'ensemble des rotors, afin de garantir une distribution du champ magnétique la plus uniforme possible. Grâce à des techniques ingénieuses, les aimants ont ensuite été assemblés dans les rotors. Après l'assemblage, le scanner Combi de Magcam est à nouveau entré en action pour mesurer rapidement des cartes à haute résolution de la distribution du champ magnétique des rotors.
Les mesures magnétiques ont été précédées d'une cartographie laser de la surface à l'aide du capteur laser intégré de haute précision du scanner. Ces mesures révèlent la distribution mécanique (axiale) de la hauteur des aimants le long de la périphérie du rotor, qui peut avoir des effets sur la distribution du champ magnétique qui en résulte.
Les cartes de champ magnétique obtenues ont été analysées à l'aide des algorithmes sophistiqués de Magcam afin de révéler les paramètres magnétiques du rotor, notamment la cohérence de l'angle des pôles, l'uniformité de l'intensité des pôles, les variations du gradient de champ et la symétrie nord/sud. Ces paramètres sont connus pour être en corrélation avec les paramètres fonctionnels du moteur tels que le couple de cogging, l'ondulation du couple et l'efficacité.

"Grâce à la présélection de l'aimant et à l'optimisation du rotor par Magcam, nous avons pu maximiser l'efficacité de notre moteur, ce qui nous a donné un avantage concurrentiel indéniable dans la course", déclare Stan Kelchtermans, qui a conçu et construit ce moteur innovant.

Tous ces efforts n'ont pas été vains. Après avoir obtenu une deuxième place au départ lors des qualifications à Darwin, léquipe Innoptus Solar, avec son véhicule innovant "Infinite", a rapidement pris la tête après seulement une heure de course le premier jour et a gardé sa place depuis, allant à des vitesses sans précédent dans la course de 3022 km à travers l'outback australien. Après une course parfaitement exécutée sur cinq jours, ils ont terminé premiers à Adélaïde avec 20 minutes d'avance sur l'équipe néerlandaise arrivée deuxième, devenant ainsi champions du monde pour la deuxième fois consécutive.

Magcam est extrêmement fière d'avoir contribué à ce résultat extraordinaire.