Afin d'obtenir une conception optimale d'un système électromécanique intégrant des contraintes de plus en plus drastiques, de nombreux phénomènes physiques : électromagnétique – thermique – électronique – mécanique et acoustique doivent être considérés. Le but de ce papier est de proposer des modèles multi-physiques reposant sur des modèles à constantes localisées : solution intermédiaire entre la modélisation analytique et numérique. Ces différents modèles permettront l'étude et la conception sous contraintes d'une machine synchrone à aimants permanents dédiée pour la 'traction ferroviaire'. Les résultats de simulations seront comparés à des résultats éléments finis mais aussi à des essais expérimentaux. Ces modèles complètement paramétrés seront ensuite couplés à des outils d'optimisation en vue de déduire un front de Pareto représentant le bon compromis performances – bruit.