Brevet FR3141520A1 — publié le 20240503

Titre : Dispositif de détermination de la position et/ou de la vitesse d’une partie mobile d’une machine électrique et procédé associé L’invention concerne les dispositifs et procédés de détermination de la position et/ou de la vitesse d’une partie mobile d’une machine électrique. A cette fin, il est proposé de : Moduler un signal électrique d’alimentation de la machine électrique 2 en lui superposant un signal électrique d’injection présentant une fréquence prédéterminée au moins cinq fois supérieure, de préférence au moins dix fois supérieure, à une fréquence fondamentale du signal électrique d’alimentation de la machine électrique, Mesurer une réponse vibro-acoustique 100 de la machine électrique au signal électrique d’alimentation modulé, et Traiter la réponse vibro-acoustique 100 mesurée par le capteur acoustique 12 pour en extraire un signal électrique 101 représentatif de ladite au moins une variable d’état. Est ainsi offerte une alternative, ou un complément, aux dispositifs existants de commande sans capteurs et/ou une solution à la fois performante et à bas coût relativement aux dispositifs existants de commande avec capteur(s) mécanique(s). Figure pour l’abrégé : Fig.1 Dispositif de détermination de la position et/ou de la vitesse d’une partie mobile d’une machine électrique et procédé associé La présente invention concerne les dispositifs et procédés de détermination de la position et/ou de la vitesse d’une partie mobile d’une machine électrique. Elle concerne plus particulièrement de tels dispositifs et procédé pour déterminer au moins une variable d’état représentative de la position et/ou de la vitesse d’une partie mobile d’une machine électrique d’un système électrique avec régulation en boucle de contrôle fermée. De tels dispositif et procédé trouvent à s’appliquer dans de nombreux domaines, et notamment dans le transport (métro, trains, propulsion des navires, automobiles électriques), dans l'industrie (machines-outils), et dans l'électroménager. ETAT DE LA TECHNIQUE Il existe plusieurs dispositifs configurés pour déterminer la position et/ou la vitesse d’une partie mobile en rotation d’une machine électrique. Ces dispositifs existants peuvent être classés en deux catégories : les dispositifs à capteur(s) mécanique(s) avec ou sans contact et les dispositifs sans capteur qui utilisent les signaux électriques générés par la machine électrique et en extraient des estimateurs de position et/ou de vitesse de la partie mobile en rotation. Les dispositifs sans capteur sont peu coûteux, mais des développements restent souhaitables pour les rendre plus fiables ou pour proposer des alternatives plus fiables. Parmi les dispositifs à capteurs mécaniques avec contact, la plupart prévoient la mise en œuvre d’un résolveur, d’une roue codée ou d’autres transducteurs à contact configurés pour transformer un changement d’angle d’un rotor en une valeur électrique. Et parmi les dispositifs à capteurs mécaniques sans contact, l’on peut citer les dispositifs de détermination de la position angulaire d’un rotor de machines électriques mettant en œuvre des cibles magnétiques pour commander la machine électrique via une boucle de contrôle ; un tel dispositif mettant plus particulièrement en œuvre des capteurs à effet Hall est par exemple décrit dans chacune des demandes de brevet référencées FR 3,115,362 A1 et EP 0,333,572 A1. Les performances des dispositifs à capteurs mécaniques sont généralement satisfaisantes, mais leur coût est en revanche élevé. La présente invention vise à offrir une alternative ou un complément aux dispositifs existants de commande sans capteurs et/ou une solution à la fois performante et à bas coût relativement aux dispositifs existants de commande avec capteur(s) mécanique(s). RESUME Pour atteindre cet objectif, selon un premier aspect de l’invention, il est fourni un système de détermination d’au moins une variable d’état représentative de la position et/ou de la vitesse d’une partie mobile d’une machine électrique d’un système électrique avec régulation en boucle de contrôle fermée, le système de détermination est essentiellement tel qu’il comprend : Un dispositif de modulation de signal électrique (ou modulateur) configuré pour moduler un signal électrique d’alimentation de la machine électrique en injectant un signal électrique dit d’injection en superposition du signal électrique d’alimentation de la machine électrique en fonctionnement, le signal électrique d’injection présentant une fréquence prédéterminée au moins cinq fois supérieure, de préférence au moins dix fois supérieure, à une fréquence fondamentale du signal électrique d’alimentation de la machine électrique, Un capteur acoustique configuré pour mesurer une réponse vibro-acoustique de la machine électrique en fonctionnement, et Un dispositif de traitement de la réponse vibro-acoustique mesurée par le capteur acoustique, le dispositif de traitement étant configuré pour extraire, de la réponse vibro-acoustique, un signal électrique représentatif de ladite au moins une variable d’état. Selon un deuxième aspect de l’invention, il est fourni un système électromécanique avec régulation en boucle de contrôle fermée comprenant : une machine électrique présentant une partie mobile et un système de détermination d’au moins une variable d’état représentative de la position et/ou de la vitesse de la partie mobile de la machine électrique tel qu’introduit ci-dessus. Selon un troisième aspect de l’invention, il est fourni un procédé de détermination d’au moins une variable d’état représentative de la position et/ou de la vitesse d’une partie mobile d’une machine électrique d’un système électrique avec régulation en boucle de contrôle fermée, le procédé étant essentiellement tel qu’il comprend : La modulation, par un dispositif de modulation de signal électrique (ou modulateur), d’un signal électrique d’alimentation de la machine électrique en injectant un signal électrique dit d’injection en superposition du signal électrique d’alimentation de la machine électrique en fonctionnement, le signal électrique d’injection présentant une fréquence prédéterminée au moins cinq fois supérieure à une fréquence fondamentale du signal électrique d’alimentation de la machine électrique, La mesure, par un capteur acoustique, d’une réponse vibro-acoustique de la machine électrique, et L’extraction, par un dispositif de traitement de la réponse vibro-acoustique mesurée par le capteur acoustique, d’un signal électrique représentatif de ladite au moins une variable d’état. La réponse vibro-acoustique de la machine électrique est au moins en partie induite par le signal électrique d’injection. L’invention, selon ses différents aspects, répond au(x) besoin(s) d’offrir une alternative plus fiable ou un complément aux dispositifs existants de commande sans capteurs et/ou une solution à la fois performante et à bas coût relativement aux dispositifs existants de commande avec capteur(s) mécanique(s). BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels : La représente un schéma fonctionnel électronique d’un système électrique équipé d’un système de détermination selon un mode de réalisation du premier aspect de l’invention. La représente un schéma fonctionnel électronique détaillant une première partie du schéma fonctionnel électronique illustré sur la . La représente un schéma fonctionnel électronique détaillant une deuxième partie du schéma fonctionnel électronique illustré sur la . La représente différentes étapes d’un exemple de mise œuvre du traitement opéré, sur la réponse vibro-acoustique de la machine électrique, par le dispositif de traitement d’un système de détermination selon un mode de réalisation du premier aspect de l’invention. La représente une étape de transmission, à une boucle à verrouillage de phase du système de détermination selon un mode de réalisation du premier aspect de l’invention, d’un signal électrique représentatif de la position et/ou de la vitesse d’une partie mobile de la machine électrique, pour réguler le fonctionnement de la machine électrique. La représente graphiquement un exemple de réponse vibro-acoustique d’une machine électrique telle que mise en œuvre par les inventeurs sur un banc d’essai d’un mode de réalisation du système de détermination selon le premier aspect de l’invention. La représente graphiquement la transformée de Fourier de la réponse vibro-acoustique illustrée sur la . La représente un agrandissement sur la zone A entourée de la qui est située autour de la fréquence prédéterminée du signal d’injection utilisé par les inventeurs. Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l’invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement : Selon un exemple, le système de détermination peut comprendre en outre une boucle à verrouillage de phase agencée en aval du dispositif de traitement, et le dispositif de traitement peut en outre être configuré pour transmettre le signal électrique extrait à la boucle à verrouillage de phase, pour réguler le fonctionnement de la machine électrique en fonction du signal électrique extrait. Selon un exemple, la boucle à verrouillage de phase peut être configurée, conjointement à la boucle de contrôle fermée de la machine électrique, pour réguler le courant électrique d’alimentation de la machine électrique en fonction du signal électrique extrait. Selon un exemple, la boucle à verrouillage de phase peut être configurée pour traiter le signal électrique transmis de sorte à en extraire un premier signal électrique représentatif de la vitesse estimée de la pièce mobile de la machine électrique et un deuxième signal électrique représentatif de la position estimée de la pièce mobile de la machine électrique, et pour transmettre le premier signal électrique et le deuxième signal électrique à la boucle de contrôle fermée du système électrique. Selon un exemple, le signal électrique d’injection peut présenter une fréquence prédéterminée au moins cinq fois supérieure, de préférence au moins dix fois supérieure, à une fréquence fondamentale maximale du signal électrique d’alimentation de la machine électrique. Selon un exemple, le dispositif de modulation peut être agencé en amont d’un étage de puissance du système électrique configuré pour alimenter la machine électrique. Selon un exemple, le système de détermination peut comprendre en outre un amplificateur et un convertisseur analogique-numérique agencés en amont du dispositif de traitement et configurés pour amplifier et convertir la réponse vibro-acoustique mesurée par le capteur acoustique. Selon un exemple, le dispositif de traitement peut comprendre au moins : un premier filtre passe-bande centré sur la fréquence du signal électrique d’injection pour filtrer la réponse vibro-acoustique mesurée par le capteur acoustique, un multiplicateur configuré pour démoduler l’amplitude en quadrature du signal électrique filtré par le premier filtre passe-bande, et un deuxième filtre passe-bande centré sur au moins un multiple de la fréquence du signal électrique d’alimentation de la machine électrique pour filtrer le signal électrique démodulé par le multiplicateur. Selon un exemple, la machine électrique peut comprendre une machine synchrone à aimants permanents. Selon un exemple, le procédé de détermination peut comprendre en outre : La transmission, par le dispositif de traitement, du signal électrique extrait à une boucle à verrouillage de phase agencée en aval du dispositif de traitement, pour réguler le fonctionnement de la machine électrique en fonction du signal électrique extrait. Selon un exemple, le procédé de détermination peut comprendre : le traitement, par la boucle à verrouillage de phase, du signal électrique transmis de sorte à en extraire un premier signal électrique représentatif de la vitesse estimée de la pièce mobile de la machine électrique et un deuxième signal électrique représentatif de la position estimée de la pièce mobile de la machine électrique, et la transmission, par la boucle à verrouillage de phase, des premier et deuxième signaux électriques à la boucle de contrôle fermée du système électrique. Selon un exemple, le procédé de détermination peut être tel que l’extraction du signal électrique représentatif de ladite au moins une variable d’état comprend une démodulation de la réponse vibro-acoustique mesurée par le capteur acoustique pour obtenir un signal électrique démodulé proportionnel à ladite au moins une variable d’état. Selon un exemple, le procédé de détermination peut comprendre en outre l’amplification et la conversion, par un amplificateur et un convertisseur analogique-numérique agencés en amont du dispositif de traitement, de la réponse vibro-acoustique mesurée par le capteur acoustique. Selon un exemple, le procédé de détermination peut être tel que le traitement, par le dispositif de traitement, de la réponse vibro-acoustique mesurée par le capteur acoustique comprend au moins : Le filtrage, par un premier filtre passe-bande centré sur la fréquence du signal électrique d’injection, de la réponse vibro-acoustique, La démodulation, par un multiplicateur, de l’amplitude en quadrature du signal électrique filtré par le premier filtre passe-bande, et Le filtrage, par un deuxième filtre passe-bande centré sur au moins un multiple de la fréquence du signal électrique d’alimentation de la machine électrique, du signal électrique démodulé. En référence à la annexée, il est présentement fourni, selon un aspect de la présente invention, un système électromécanique 0 avec régulation en boucle de contrôle fermée comprenant au moins : une machine électrique 2 présentant une partie mobile 21, en rotation et/ou en translation, et un système de détermination 1 d’au moins une variable d’état représentative de la position et/ou de la vitesse de la partie mobile 21 de la machine électrique 2 selon un autre aspect de l’invention. Plus particulièrement, est illustré, sur la , un système électrique 0’ connu et disponible dans le commerce qui est avantageusement équipé d’un système de détermination 1 selon le premier aspect de l’invention, pour obtenir un système électromécanique 0 selon le deuxième aspect de l’invention. Notons ici que la description du procédé de détermination selon le troisième aspect de l’invention découle immédiatement de la description faite ci-dessous des premier et deuxième aspects de l’invention. De façon connue, le système électrique 0’ peut comprendre, outre la machine électrique 2 : une boucle de contrôle fermé 22 permettant de commander la machine électrique 2, par rétroaction, en fonction d’un signal de sortie de la machine électrique 2, et un étage de puissance 23. Plus particulièrement, la boucle de contrôle fermé 22 permet de contrôler le signal d’alimentation de la machine électrique 2, et encore plus particulièrement le signal d’entrée de l’étage de puissance 23, en fonction du signal de sortie de la machine électrique 2. Les différents composants électroniques réalisant la boucle de contrôle fermé 22 et l’étage de puissance 23 ne sont pas davantage décrits ici, étant connus et pouvant prendre différentes formes et agencements, sans limiter la capacité de la personne du métier à y adapter le système de détermination 1 selon le premier aspect de l’invention. Par ailleurs, la machine électrique 2 peut être une machine synchrone ou asynchrone. Notamment, la machine électrique 2 peut être, ou comprendre, une machine synchrone à aimants permanents. Toujours en référence à la , le système de détermination 1 selon le premier aspect de l’invention comprend au moins : Un dispositif de modulation 11 de signal électrique configuré pour moduler un signal électrique d’alimentation de la machine électrique 2 en injectant un signal électrique dit d’injection en superposition du signal électrique d’alimentation de la machine électrique, Un capteur acoustique 12 configuré pour mesurer une réponse vibro-acoustique 100 (Cf. ) de la machine électrique 2 au signal électrique d’alimentation modulé, et Un dispositif de traitement 13 de la réponse vibro-acoustique 100 mesurée par le capteur acoustique 12. Le signal électrique d’injection présente une fréquence prédéterminée au moins cinq fois supérieure, de préférence au moins dix fois supérieure, voire au moins cinquante fois supérieure, à une fréquence fondamentale du signal électrique d’alimentation de la machine électrique 2. De façon connue, cette fréquence fondamentale évolue en fonction du régime de fonctionnement de la machine électrique 2. Par exemple, la fréquence fondamentale du signal électrique d’alimentation de la machine électrique 2 peut varier entre 0 et 500 Hz, le plus souvent entre 0 et 150 Hz ; lorsqu’elle est nulle, la machine électrique 2 est à l’arrêt et, lorsqu’elle est supérieure à zéro, la machine électrique 2 est considérée être en fonctionnement, bien que la machine puisse ne pas tourner pour des fréquences très faibles du fait de la charge que la machine a à supporter. Cette évolution de la fréquence fondamentale du signal électrique d’alimentation de la machine électrique 2 est, de façon connue, bornée supérieurement, de sorte qu’il est possible de définir une fréquence fondamentale maximale du signal électrique d’alimentation de la machine électrique. De préférence, la fréquence du signal électrique d’injection sera prédéterminée comme étant au moins cinq fois supérieure, de préférence au moins dix fois supérieure, voire au moins cinquante fois supérieure, à la fréquence fondamentale maximale du signal électrique d’alimentation de la machine électrique. Notons, par ailleurs, que la fréquence du signal électrique d’injection est également bornée supérieurement, notamment en proportion de la fréquence de commutation maximale des interrupteurs électroniques de l’onduleur 231 de l’étage de puissance 23 du système électrique 0’ ; la fréquence de commutation maximale de tels interrupteurs est comprise entre 5 et 20 kHz selon la machine utilisée, et est typiquement sensiblement égale à 10 kHz. Notons encore que, si le signal électrique d’injection prend de préférence une forme sinusoïdale, il peut également prendre une forme rectangulaire, triangulaire, voire en dents de scie. Notons en outre que, si la fréquence du signal électrique d’injection peut varier, par exemple pour suivre l’évolution de la fréquence du signal électrique d’alimentation, il est préférable que la fréquence du signal électrique d’injection soit prédéterminée constante ; cette préférence simplifie grandement le traitement, décrit ci-dessous, de la réponse vibro acoustique 100 mesurée par le capteur acoustique 12. Selon la machine utilisée, la fréquence du signal électrique d’injection est de préférence comprise, ou choisie constante, entre 500 Hz et 5 kHz, encore plus préférentiellement comprise entre 1 et 3 kHz, et par exemple sensiblement égale à 2kHz. Le dispositif de modulation 11 n’est pas nécessairement de type ‘software’. En ce sens, le dispositif de modulation 11 n’est pas nécessairement numérique, mais peut au contraire être purement analogique. Il peut être envisagé que la fonction du dispositif de modulation 11 soit mise en œuvre en modifiant un variateur électronique du système électrique 0’, et plus particulièrement en modifiant la façon dont ce variateur est programmé, par exemple par une mise à jour du logiciel du variateur. En alternative, il peut être envisagé que la fonction du dispositif de modulation 11 soit mise en œuvre en ajoutant un boitier analogique contenant l’électronique nécessaire à la réalisation de la modulation. Il ressort de ce qui précède que le dispositif de modulation 11 peut être agencé en amont de l’étage de puissance 23, voire en amont de l’onduleur 231, du système électrique 0’. L’étage de puissance 23 du système électrique 0’ n’est donc potentiellement, et même préférentiellement, pas modifié, par l’ajout du système de détermination 1 au système électrique 0’. Le dispositif de modulation 11 peut plus particulièrement être configuré pour agir sur chacune parmi la tension directe et la tension en quadrature injectées en entrée de l’étage de puissance 23 du système électrique 0’, en leur superposant respectivement une tension directe d’injection et une tension en quadrature d’injection , comme illustré sur la . Le capteur acoustique 12 peut être un simple microphone, voire même un électret. En alternative à une technologie phonique, une technologie vibratoire peut également être utilisée ; et la bande passante du capteur acoustique 12 est potentiellement affectée par la technologie phonique ou vibratoire retenue. Le capteur acoustique 12 présente de préférence une bande passante comprenant au moins la fréquence du signal électrique d’injection et une partie au moins du contenu harmonique de ce signal. Un tel capteur acoustique 12 étant très peu coûteux, son utilisation justifie au moins en partie que la solution proposée est une solution à bas coût, notamment relativement aux solutions existantes à capteurs mécaniques avec ou sans contact. Il est possible qu’un tel capteur acoustique 12 à bas coût ne permette pas une mesure d’une amplitude suffisante pour pouvoir être traitée directement de façon pleinement satisfaisante. Pour répondre à cette éventuelle difficulté, et comme illustré sur la , un amplificateur et un convertisseur analogique-numérique (ou ADC) 15 peuvent être ajoutés en amont du dispositif de traitement 13, de sorte à amplifier et convertir la réponse vibro-acoustique 13 mesurée par le capteur acoustique 12. Plus particulièrement, la tension de sortie du capteur acoustique 12 peut être comprise entre ±20 mV et la tension admissible par le microcontrôleur constituant le dispositif de traitement 13 peut être comprise entre 0 et 3,3 V. Le capteur acoustique 12 est à agencer de préférence de sorte à ‘écouter’ la machine électrique 2. À cette fin, il peut bien entendu être agencé à proximité de la machine électrique 2, comme cela est illustré sur la . Le dispositif de traitement 13 est, quant à lui, configuré pour extraire, de la réponse vibro-acoustique 100, éventuellement amplifiée, un signal électrique 101 représentatif de la variable d’état à déterminer. Dès lors, le signal électrique 101 constitue un premier niveau de détermination de la variable ou des variables d’état que le système 1 selon le premier aspect de l’invention vise à déterminer. Le dispositif de traitement 13 n’est pas nécessairement de type ‘software’. En ce sens, le dispositif de traitement 13 n’est pas nécessairement numérique, mais peut au contraire être purement analogique. Il peut être envisagé que la fonction du dispositif de traitement 13 soit mise en œuvre en modifiant un variateur électronique du système électrique 0’, et plus particulièrement en modifiant la façon dont ce variateur est programmé, par exemple par une mise à jour du logiciel du variateur. En alternative, il peut être envisagé que la fonction du dispositif de traitement 13 soit mise en œuvre en ajoutant un boitier analogique contenant l’électronique nécessaire à la réalisation du traitement. Notons ici que le système de détermination 1 selon le premier aspect de l’invention n’est avantageusement pas spécifique à une mobilité déterminée de la pièce mobile 21, ni d’ailleurs au nombre de pièces mobiles que peut comprendre la machine électrique 2. Au contraire, certaines solutions existantes sont conçues pour déterminer une variable d’état mécanique d’une pièce mobile se mouvant uniquement en rotation ou se mouvant uniquement en translation. Le système de détermination 1 selon le premier aspect de l’invention ne présente pas cette limite, et concerne aussi bien les machines tournantes, telles que les moteurs et les alternateurs, que les dispositifs électromécaniques disposant d’une partie mobile, tels que les contacteurs, les moteurs linéaires, etc., qui modifie sa réponse acoustique. Au vu de ce qui précède, il apparaît que la présente invention vise à exploiter l’idée que les vibrations mécaniques d’une machine électrique 2, voire d’un système électrique 0’, en fonctionnement créent un son, appelé ici réponse vibro-acoustique 100, qui peut porter une information exploitable pour déterminer une variable d’état mécanique de la machine électrique 2, et par extension du système électrique 0’. Plus particulièrement, lorsque la machine électrique 2, ou typiquement le stator d’une machine synchrone, est parcourue par un courant alternatif, les forces électromagnétiques associées à ces courants compressent et dilatent, la machine électrique 2, et plus particulièrement son stator, occasionnant des déplacements radiaux et générant ainsi une onde sonore. En fonctionnement normal, une machine électrique 2, typiquement une machine synchrone, émet donc du bruit provenant de plusieurs sources : le bruit lié aux frottements mécaniques, le bruit des roulements, le bruit lié à l’air brassé par le stator et le bruit lié au couplage magnéto-mécanique de la machine. Seul ce dernier est directement lié aux courants statoriques. Ainsi, en injectant des courants avec une signature fréquentielle identifiée, en les superposant aux courants de commande classique de la machine, un son contenant une signature fréquentielle comparable est récupérable par un capteur acoustique 12 agencé pour écouter la machine. Afin d’exploiter ce phénomène acoustique, les inventeurs proposent d’injecter, en superposition du signal électrique d’alimentation de la machine électrique 2, un signal électrique d’injection présentant une haute fréquence, relativement à la fréquence du signal électrique d’alimentation, de sorte que les courants haute-fréquence injectés dans le stator de la machine électrique 2, par effet couplé, induisent une vibration du stator et donc la production correspondante d’un son. L’on provoque donc ainsi une modification de la réponse vibro-acoustique de la machine électrique 2, sans pour autant influer, à tout le moins de façon significative, sur le fonctionnement de la machine électrique 2. Notons ici que, en deçà d’une certaine amplitude, le signal électrique d’injection n’a pas d’influence sur le fonctionnement de la machine 2 et sa fréquence est trop élevée pour interagir avec les régulateurs de la boucle de contrôle principale. En revanche, une amplitude trop faible du signal d’injection pourrait ne pas permettre de générer une réponse acoustique suffisamment forte pour être détectée par le capteur acoustique 12. Typiquement, l’amplitude du signal injecté sera de préférence choisie comprise entre 5% et 10% de la tension d’alimentation. De la sorte, la machine électrique 2 vibre et produit une réponse vibro-acoustique, en particulier autour de la fréquence du signal électrique d’injection et autour de ses harmoniques. Comme déjà mentionné plus haut, la illustre un exemple d’enregistrement par un capteur acoustique 12 de la réponse vibro-acoustique 100 d’une machine électrique 2 mise en œuvre conformément au procédé de détermination selon le troisième aspect de l’invention. Cette machine électrique d’essai est constituée ici d’une machine synchrone à aimants permanents, et plus particulièrement d’une telle machine à pôles lisses dimensionnée pour 48 V et 1,6 kW. Le banc d’essai sur lequel cette machine est montée présente ainsi des caractéristiques classiques d’une chaîne de conversion électrique d’un véhicule hybride. Dans l’essai réalisé dont sont issues les figures 6 à 8 annexées, la machine synchrone à aimants permanents 2 est alimentée par un signal électrique d’alimentation présentant une fréquence fondamentale sensiblement égale à 25 Hz, auquel a été superposé un signal électrique d’injection présentant une fréquence sensiblement égale à 1440 Hz. Dans ces conditions d’alimentation, le rotor de la machine synchrone à aimants permanents tourne à une vitesse sensiblement égale à 500 tr/m. Sur la figure 7, est illustrée la transformée de Fourier 100’ de l’enregistrement acoustique 100 illustré sur la figure 6. Un agrandissement de la figure 7, qui est centré sur la fréquence du signal électrique d’injection, est illustré sur la figure 8. On n’y observe un pic 1000 à la fréquence du signal électrique d’injection, un pic 1001 à la fréquence , et un pic 1002 à la fréquence . Il est ainsi démontré que le courant électrique d’injection a effectivement, sur la réponse vibro-acoustique de la machine électrique 2, une influence au moins au niveau de raies de fréquence caractéristiques, et en particulier autour de la fréquence du signal électrique d’injection et de certaines de ses harmoniques. L’analyse de la transformée de Fourier de la réponse vibro-acoustique 100 montre donc que, autour de la fréquence du signal électrique d’injection, les principaux pics observés correspondent à la fréquence du courant injecté plus et moins la fréquence de rotation du rotor de la machine 2. Par la suite, il est montré comment le traitement de la réponse vibro-acoustique 100 par le dispositif de traitement 13 permet de déterminer une variable d’état représentative de la vitesse et de l’angle du rotor, et d’utiliser ensuite cette variable d’état pour contrôler la machine, notamment afin de s’affranchir de la nécessité d’un capteur de position souvent cher et encombrant. Il est d’abord démontré analytiquement qu’il est possible de déduire, de l’influence constatée d’un courant électrique d’injection sur la réponse vibro-acoustique de la machine 2, une information utile à la détermination d’au moins une variable d’état représentative de la position et/ou de la vitesse de la partie mobile 21 de la machine électrique 2. Il est ensuite montré comment une telle variable d’état peut être transmise à la boucle de contrôle fermée de sorte à être utilisée par celle-ci, de façon connue, pour réguler le fonctionnement de la machine 2. Le signal électrique d’alimentation modulé peut être modélisé, notamment dans le cas d’une machine synchrone à aimants permanents, à l’aide d’un modèle dit prenant la forme suivante : Où est la résistance statorique, est l’inductance des enroulements statoriques dans le référentiel diphasé statorique , est le flux magnétique généré par les aimants rotoriques et et sont respectivement la vitesse de rotation et la position électrique de la machine. Par ailleurs, le signal électrique d’injection peut être modélisé sous la forme de la formule suivante définissant la tension injectée : Où est la tension du signal d’injection dans le référentiel dq de la machine, est l’amplitude de la tension d’injection et est la pulsation du signal d’injection. Dès lors, les courants statoriques obtenus dans la machine synchrone à aimants permanents peuvent être modélisés par la formule suivante : Où et sont respectivement les valeurs des inductances statoriques de la machine dans le repère diphasé tournant dq , et . On constate ainsi analytiquement que les courants statoriques comprennent au moins une composante à la fréquence et au moins une composante à la fréquence . L’on retrouve donc ici l’influence annoncée plus haut de ces composantes sur la réponse vibro-acoustique 100 de la machine synchrone à aimants permanents. Plus particulièrement, il est ainsi démontré que, lorsqu’un courant de fréquence bien supérieure à la fréquence du courant d’alimentation de la machine électrique 2 est injecté dans le repère rotorique de la machine en rotation, les courants qui en résultent dans le repère statorique triphasé de la machine ont des fréquences fondamentales et . Le bruit alors émis par la machine est donc composé, dans le domaine fréquentiel, de compositions de ces deux fréquences et . En connaissant la fréquence du signal électrique d’injection, puisque c’est celle que l’on injecte, il est possible en traitant le signal sonore avec une série de filtres judicieusement choisis d’extraire un signal de fréquence représentatif de la fréquence de rotation du rotor. Ainsi, le signal acoustique 100 d’une machine 2 soumise à l’injection d’un signal électrique de fréquence comprend au moins une composante de fréquence et au moins une composante de fréquence , où k appartient à l’ensemble {0, 2, 4, 6, 8, …}. La constante k qui correspond à la composante de fréquence dont l’amplitude est dominante par rapport aux autres, dépend fortement de la machine 2 et peut être déterminée par une analyse préliminaire de la réponse acoustique de la machine 2 à un signal électrique d’injection telle que celle présentée en figures 6, 7 et 8. Il ressort de la démonstration analytique qui précède qu’un traitement adéquat de la réponse vibro-acoustique 100 de la machine 2 doit permettre de déterminer une variable d’état représentative de la position estimée de la pièce mobile 21 de la machine électrique 2, par récupération de l’angle du rotor de la machine par rapport au stator, et une variable d’état représentative de la vitesse de rotation du rotor de la machine, par intégration de l’évolution déterminée de l’angle du rotor. Le traitement de la réponse vibro-acoustique 100 de la machine électrique 2 est réalisé par le dispositif de traitement 13 tel qu’introduit ci-dessus et est plus particulièrement illustré sur les figures 2 et 4 annexées. Notons que les considérations ci-dessous faites en références aux figures 2 et 4 ne concernent plus spécifiquement l’essai susmentionné, et en particulier ne sont pas nécessairement limitées à la mise en œuvre d’une machine synchrone à aimants permanents. Comme illustré sur la , le dispositif de traitement 13 comprend au moins : un premier filtre passe-bande 131, un multiplicateur 132, et un deuxième filtre passe-bande 133. Le premier filtre passe-bande 131 est centré sur la fréquence du signal électrique d’injection. Comme illustré sur la , il reçoit, en entrée, la réponse vibro-acoustique 100, mesurée par le capteur acoustique 12, et le cas échéant amplifiée. Il émet, en sortie, un signal filtré tel qu’illustré dans la boîte « stage II » de la . Le multiplicateur 132 est configuré pour démoduler l’amplitude en quadrature du signal électrique filtré par le premier filtre passe-bande 131. Il reçoit, en entrée, le signal électrique filtré par le premier filtre passe-bande 131 et un vecteur de démodulation complexe composé des sinus et cosinus du signal électrique d’injection, de sorte à pouvoir multiplier le premier par le second. En réponse à ses entrées, le multiplicateur 132 émet un signal dit orthogonalisé, tel qu’illustré dans la boîte « stage III » de la , vers le deuxième filtre passe-bande 133. Le deuxième filtre passe-bande 133 est centré sur au moins un multiple de la fréquence du signal électrique d’alimentation de la machine électrique 2 pour filtrer le signal électrique démodulé par le multiplicateur 132. On obtient ainsi un signal complexe modulé en fréquence 101, tel qu’illustré dans la boîte « stage IV » de la figure 4, composé de deux fonctions : et , où correspond à la pulsation électrique liée à la vitesse rotorique de la machine. Autrement dit, ce sont deux signaux orthogonaux de fréquence qui sont obtenus en sortie du deuxième filtre passe-bande 133. Le signal complexe modulé en fréquence 101 à la valeur d’un premier niveau de détermination d’une variable d’état représentative de la position et/ou de la vitesse de la partie mobile 21 de la machine électrique 2, au moins en ce sens qu’il porte intrinsèquement l’information représentative de la position et de la vitesse de la partie mobile 21 de la machine électrique 2, comme ceci ressort de ce qui suit. Un deuxième niveau de détermination, plus poussé que le premier, de la variable d’état représentative de la position et/ou de la vitesse de la partie mobile 21 de la machine électrique 2 est atteint, lorsque le système de détermination 1 comprend en outre une boucle à verrouillage de phase 14 agencée en aval du dispositif de traitement 13 et en amont de la boucle de contrôle fermée du système électrique 0’. Plus particulièrement, la boucle à verrouillage de phase 14 peut être telle qu’illustrée sur le schéma de la annexée. Une telle boucle à verrouillage de phase 14 est connue et disponible dans le commerce ; elle n’est donc pas plus détaillée ici que ne le permet la . Elle peut être dite hétérodyne en ce sens le traitement du signal qu’elle met en œuvre repose sur la multiplication de plusieurs fréquences. Le dispositif de traitement 13 peut alors être configuré en outre pour transmettre le signal électrique 101 à la boucle à verrouillage de phase 14, pour réguler le fonctionnement de la machine électrique 2 en fonction de ce signal. Notons que le système de détermination 1 constitue alors un système de commande du fonctionnement de la machine électrique 2, notamment lorsque que considéré conjointement à la boucle de contrôle fermée 22 du système électrique 0’. En effet, la boucle à verrouillage de phase 14 peut dès lors être configurée, conjointement à la boucle de contrôle fermée de la machine électrique, pour réguler le courant électrique d’alimentation de la machine électrique 2 en fonction du signal électrique 101. Plus particulièrement, et en référence aux figures 3 et 5, la boucle à verrouillage de phase 14 peut être configurée pour traiter le signal électrique 101 qui lui est transmis de sorte à en extraire un premier signal électrique 102 représentatif de la vitesse estimée de la pièce mobile 21 de la machine électrique 2 et un deuxième signal électrique 103 représentatif de la position estimée de la pièce mobile 21 de la machine électrique 2, ainsi que pour transmettre le premier signal électrique 102 et le deuxième signal électrique 103 à la boucle de contrôle fermée du système électrique 0’. Comme illustré sur la figure 5, et comme déjà mentionné ci-dessus, le signal complexe modulé en fréquence 101 peut être transmis à la boucle à verrouillage de phase 14 pour de plus amples traitements, et plus particulièrement pour en extraire les variables d’état telles qu’usuellement utilisées, en rétroaction, par la boucle de contrôle fermée du système électrique 0’, notamment pour la fameuse transformation Park-Concordia. Comme susmentionné, on obtient, en sortie de la boucle à verrouillage de phase 14, un angle estimé , dit aussi angle électrique, et une vitesse estimée du rotor de la machine synchrone à aimants permanents. Notons ici que la boucle à verrouillage de phase 14 n’est pas plus détaillée ici qu’elle ne l’est sur les figures 3 et 5, notamment du fait que la boucle à verrouillage de phase 14 mise en œuvre ici ne se distingue en rien de celles connues de la personne du métier. Le banc d’essai réalisé par les inventeurs a permis la réalisation de tests en régime permanent qui ont montré de bonnes performances sur une grande plage de vitesse de rotation du rotor de la machine, et plus particulièrement entre 0 et 1000 tr/min. Des tests en démarrage et en échelons de charge ont également été réalisés qui sont également satisfaisants, prouvant que le contrôle de la machine par mise en œuvre de la présente invention est robuste relativement aux perturbations et à faible vitesse, contrairement aux techniques existantes de contrôle sans capteur. Notons ici que le capteur acoustique 12 peut ne pas capter que le son produit par la partie mobile 21 de la machine électrique 2 dont on souhaite déterminer la position et/ou la vitesse, mais peut également capter d’autres sons produits par la machine électrique 2, par le système électrique 0’, ainsi que des sons présents dans l’environnement du système électromécanique 0. L’agencement du capteur acoustique 12 est préférentiellement tel qu’il permet de réduire au maximum la captation de sons non produits par la partie mobile 21 de la machine électrique 2. En complément ou en alternative, la bande passante du capteur acoustique 12 peut être réglée pour éviter un recouvrement avec certains sons ambiants ou avec la bande passante d’un autre capteur acoustique. Néanmoins, que des sons qualifiables de parasites soient encore captés par le capteur acoustique 12 ne rend pas inopérante l’invention selon ses différents aspects. Il est par ailleurs envisagé qu’un même capteur acoustique 12 soit utilisé pour déterminer les variables d’état d’une pluralité de machines électriques ‘écoutées’ par ce capteur. L’invention selon ses différents aspects se veut une alternative ou un complément aux capteurs de position et/ou de vitesse d’une pièce mobile de moteur dans le domaine de l’automobile et un complément aux capteurs de position et/ou de vitesse d’une pièce mobile de moteur dans le domaine de l’aéronautique. L’invention selon ses différents aspects permet d’augmenter la fiabilité des systèmes électriques 0’ en offrant une redondance de mesure par rapport aux contrôles basés sur le bruit, les vibrations et la dureté (ou NVH pour « Noise, Vibrations and Harshness » selon la terminologie anglo-saxonne). Au-delà de la réduction de coûts déjà évoquée plus haut, l’invention selon ses différents aspects peut se prétendre moins lourde et davantage durable que certaines des solutions existantes, ce qui rend l’intégration de l’invention particulièrement avantageuse dans les systèmes embarqués. L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisations précédemment décrits et s’étend à tous les modes de réalisation couverts par l’invention. Système de détermination (1) d’au moins une variable d’état représentative de la position et/ou de la vitesse d’une partie mobile (21) d’une machine électrique (2) d’un système électrique (0’) avec régulation en boucle de contrôle fermée, le système de détermination (1) étant caractérisé en ce qu’il comprend : Un dispositif de modulation (11) de signal électrique configuré pour moduler un signal électrique d’alimentation de la machine électrique (2) en injectant un signal électrique dit d’injection en superposition du signal électrique d’alimentation de la machine électrique, le signal électrique d’injection présentant une fréquence prédéterminée au moins cinq fois supérieure, de préférence au moins dix fois supérieure, à une fréquence fondamentale du signal électrique d’alimentation de la machine électrique, Un capteur acoustique (12) configuré pour mesurer une réponse vibro-acoustique (100) de la machine électrique (2) au signal électrique d’alimentation modulé, et Un dispositif de traitement (13) de la réponse vibro-acoustique (100) mesurée par le capteur acoustique (12), le dispositif de traitement (13) étant configuré pour extraire, de la réponse vibro-acoustique (100), un signal électrique (101) représentatif de ladite au moins une variable d’état. Système de détermination (1) selon la revendication précédente, comprenant en outre une boucle à verrouillage de phase (14) agencée en aval du dispositif de traitement (13), et dans lequel le dispositif de traitement (11) est en outre configuré pour transmettre le signal électrique (101) extrait à la boucle à verrouillage de phase (14), pour réguler le fonctionnement de la machine électrique (2) en fonction du signal électrique (101) extrait. Système de détermination (1) selon la revendication précédente, dans lequel la boucle à verrouillage de phase (14) est configurée pour traiter le signal électrique (101) transmis de sorte à en extraire un premier signal électrique (102) représentatif de la vitesse estimée de la pièce mobile (21) de la machine électrique (2) et un deuxième signal électrique (103) représentatif de la position estimée de la pièce mobile (21) de la machine électrique (2), et pour transmettre le premier signal électrique (102) et le deuxième signal électrique (103) à la boucle de contrôle fermée du système électrique (0’). Système de détermination (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le signal électrique d’injection présente une fréquence prédéterminée au moins cinq fois supérieure, de préférence au moins dix fois supérieure, à une fréquence fondamentale maximale du signal électrique d’alimentation de la machine électrique (2). Système de détermination (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de modulation (11) est agencé en amont d’un étage de puissance (23) du système électrique (0’) configuré pour alimenter la machine électrique (2). Système de détermination (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un amplificateur et un convertisseur analogique-numérique (15) agencés en amont du dispositif de traitement (13) et configurés pour amplifier et convertir la réponse vibro-acoustique (100) mesurée par le capteur acoustique (12). Système de détermination (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de traitement (13) comprend au moins : un premier filtre passe-bande (131) centré sur la fréquence du signal électrique d’injection pour filtrer la réponse vibro-acoustique (100) mesurée par le capteur acoustique (12), un multiplicateur (132) configuré pour démoduler l’amplitude en quadrature du signal électrique filtré par le premier filtre passe-bande (131), et un deuxième filtre passe-bande (133) centré sur au moins un multiple de la fréquence du signal électrique d’alimentation de la machine électrique (2) pour filtrer le signal électrique démodulé par le multiplicateur (132). Système électromécanique (0) avec régulation en boucle de contrôle fermée comprenant au moins : une machine électrique (2) présentant une partie mobile (21), et un système de détermination (1) d’au moins une variable d’état représentative de la position et/ou de la vitesse de la partie mobile (21) de la machine électrique (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Système électromécanique (0) selon la revendication précédente, dans lequel la machine électrique (2) comprend une machine synchrone à aimants permanents. Procédé de détermination d’au moins une variable d’état représentative de la position et/ou de la vitesse d’une partie mobile (21) d’une machine électrique (2) d’un système électrique (0’) avec régulation en boucle de contrôle fermée, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend : La modulation, par un dispositif de modulation (11) de signal électrique, d’un signal électrique d’alimentation de la machine électrique (2) en injectant un signal électrique dit d’injection en superposition du signal électrique d’alimentation de la machine électrique, le signal électrique d’injection présentant une fréquence prédéterminée au moins cinq fois supérieure, de préférence au moins dix fois supérieure, à une fréquence fondamentale du signal électrique d’alimentation de la machine électrique, La mesure, par un capteur acoustique (12), d’une réponse vibro-acoustique (100) de la machine électrique (2) au signal électrique d’alimentation modulé, et Le traitement, par un dispositif de traitement (13), de la réponse vibro-acoustique (100) mesurée par le capteur acoustique (12) pour en extraire un signal électrique (101) représentatif de ladite au moins une variable d’état. Procédé selon la revendication précédente, comprenant en outre : La transmission, par le dispositif de traitement (13), du signal électrique (101) extrait à une boucle à verrouillage de phase (14) agencée en aval du dispositif de traitement (13), pour réguler le fonctionnement de la machine électrique (2) en fonction du signal électrique (101) extrait. Procédé selon la revendication précédente, comprenant : le traitement, par la boucle à verrouillage de phase (14), du signal électrique (101) transmis de sorte à en extraire un premier signal électrique (102) représentatif de la vitesse estimée de la pièce mobile (21) de la machine électrique (2) et un deuxième signal électrique (103) représentatif de la position estimée de la pièce mobile (21) de la machine électrique (2), et la transmission, par la boucle à verrouillage de phase (14), des premier et deuxième signaux électriques (102 et 103) à la boucle de contrôle fermée du système électrique (0’). Procédé selon l’une quelconque des trois revendications précédentes, comprenant en outre l’amplification et la conversion, par un amplificateur et un convertisseur analogique-numérique (15) agencés en amont du dispositif de traitement (13), de la réponse vibro-acoustique (100) mesurée par le capteur acoustique (12). Procédé selon l’une quelconque des quatre revendications précédentes, dans lequel le traitement, par le dispositif de traitement (13), de la réponse vibro-acoustique (100) mesurée par le capteur acoustique (12) comprend au moins : Le filtrage, par un premier filtre passe-bande (131) centré sur la fréquence du signal électrique d’injection, de la réponse vibro-acoustique (100), La démodulation, par un multiplicateur (132), de l’amplitude en quadrature du signal électrique filtré par le premier filtre passe-bande (131), et Le filtrage, par un deuxième filtre passe-bande (133) centré sur au moins un multiple de la fréquence du signal électrique d’alimentation de la machine électrique (2), du signal électrique démodulé.