Les travaux de recherches menés dans cette thèse concernent la modélisation et l'optimisation de l'alternateur synchrone à griffes utilisé dans les véhicules mild-hybrid. Ce dernier voit son utilisation élargie à la fonction d'assistance de traction au moteur thermique et de récupération d'énergie dans les phases de freinage. La structure spéciale du rotor rend nécessaire l'utilisation de modèles éléments finis 3D pour modéliser finement les effets tri-dimensionnels. Ces derniers requièrent une utilisation intensive des ressources informatiques (RAM, temps CPU) qu'il est crucial de réduire pour envisager une démarche d'optimisation de dispositifs magnétiques. Dans ce contexte, l'utilisation d'une plateforme de modélisation ouverte Gmsh et GetDP, permettant l'implémentation de géométries et de formulations appropriées, a abouti au développement de modèles précis et suffisamment rapides pour être intégrés dans des algorithmes d'optimisation. L'originalité de cette démarche de modélisation consiste à hybrider une approche numérique (éléments finis 3D) et une approche semi-analytique (réseau de perméances) de sorte que l'usage des éléments finis 3D soit réduit aux zones où le champ magnétique est tri-dimensionnel. Enfin, le choix d'un algorithme d'optimisation adapté aux modèles numériques (boîte noire à fort coût d'évaluation) a permis de développer un outil de pré-dimensionnement et de dimensionnement des machines synchrones à griffes en vue de l'obtention d'une géométrie optimisée en réponse à un cahier des charges industriel.

Les pastilles supraconductrices peuvent produire des forts champs magnétiques très supérieurs aux aimants permanents. Plusieurs méthodes d'aimantation de ces pastilles existent néanmoins une seule est principalement utilisée pour les applications en génie électrique, l'aimantation par champ magnétique impulsionnel (Pulsed Field Magnetization). Afin de maîtriser l'aimantation de ces pastilles supraconductrices par PFM, nous avons étudié l'influence de la forme de l'inducteur sur le champ magnétique piégé où nous trouvons une influence significative de la forme de l'inducteur sur le champ piégé dans la pastille supraconductrice. Afin de prévoir la mise en œuvre des pastilles supraconductrices dans des applications en génie électrique, nous avons étudié l'aimantation de ces pastilles dans un circuit magnétique et l'influence de ce circuit sur le champ piégé. Nous remarquons une nette amélioration du champ piégé dans la pastille en utilisant le circuit magnétique. Nous avons étudié, également, l'influence d'un champ démagnétisant impulsionnel et alternatif sur le champ piégé dans une pastille supraconductrice aimantée. Les dégradations observées ne montrent pas de contre-indication à l'utilisation des pastilles supraconductrices aimantées dans les applications en génie électrique.