Groupe EPIC

Electronique de Puissance Intégrée sous Contraintes

Les recherches du "Groupe EPIC" portent sur les dispositifs électroniques de puissance. Elles visent à concevoir de dispositifs intégrés et adaptés à leurs contraintes d'usage, notamment pour la production d'énergie renouvelable et l'électromobilité.

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3 thématiques de recherche

Nos recherches portent sur la conception et la réalisation de dispositifs électroniques de puissance intégrés et optimisés vis à vis de leurs contraintes d'usage. Elles visent aussi à comprendre les effets de ces contraintes, notamment dans une optique de prédiction du comportement des dipositifs.

Nous développons 3 thématiques de recherche.

Electronique de puissance et intégration

Nous étudions l’intégration de fonctions élémentaires d’électronique de puissance et de systèmes de conversion en traitant différents aspects de cette problématique : intégration de puissance, CEM, fiabilité, thermique, matériaux actifs.

  • Nous développons des savoir-faire méthodologiques et technologiques pour élaborer des composants facilement intégrables (inductances et transformateurs monolithiques, transformateurs piézoélectriques) et intégrer des composants et fonctions élémentaires (enfouissement de puces, de composants magnétiques ou piézoélectrique dans du PCB).
  • Nous cherchons à tirer parti de l’intégration pour améliorer le fonctionnement et les performances des structures de conversion (fréquences de découpage, CEM, fiabilité) et pour développer de nouvelles structures ou fonctions de conversion (convertisseurs piézoélectriques, filtres CEM actifs, coupleurs, protections).
Compatibilité électromagnétique des systèmes de puissance

La compatibilité électromagnétique fait partie des contraintes d'usage des systèmes de conversion d’énergie. Au-delà du respect des normes, nos travaux visent à comprendre et à modéliser les phénomènes électromagnétiques susceptibles de dégrader leurs performances électriques et leur fiabilité. La CEM représente un enjeu important sur le plan industriel, spécialement pour les transports aéronautique et automobile, avec le développement de l’électromobilité. En effet, l'augmentation des performances en commutation des composants de puissance et la densification des puissances des systèmes électriques y favorisent les interactions électromagnétiques.

Vieillissement et durée de vie des composants de puissance

Nos travaux visent essentiellement à prédire la durée de vie des dispositifs électroniques de puissance et de conversion d'énergie. Sont concernés les composants à semi-conducteurs (Si, SiC et GaN), les piles à combustibles et les super-condensateurs, les systèmes de conversion d'énergie pour la production EnR et les actionneurs.

  • Nous cherchons à comprendre leur comportement, vis à vis des contraintes d'usage dans les domaines des transports et de la production d’EnR.
  • Nous étudions les mécanismes et les effets de vieillissement et de dégradation que les contraintes d’usage engendrent sur ces dispositifs, qu’elles soient électriques, thermiques ou mécaniques, avec les différents couplages qui en découlent.

Les plateformes expérimentales

Nous disposons d’une plateforme d’essais de vieillissement ou de robustesse des composants électroniques de puissance permettant de tester leurs conditions d'utilisation ou leur environnement. Nous pouvons en particulier étudier les effets suivants :

  • Effets de cyclages actifs et passifs (Sarory, UGE) : bancs de Tests de vieillissement power cycling modes DC et PWM. Enceintes climatiques pour tests en thermal cycling.
  • Effets de répétitions de régimes de courts-circuits et d'avalanches (CNAM Paris) : caractérisations électriques (traceur forte puissance) ; bancs double pulse pour caractériser des pertes commutations (jusqu’à 4kV, 4kA, -50°C/200°C).

Autres moyens de caractérisation : analyseur thermique (T3STER).

Outils d’analyse : SAM, microscopie optique, numérique…

Nous disposons d’une plateforme permettant de mesurer les effets de cycles et des usages contraignants d’une pile à combustible.

Moyens de réalisation et caractérisation de dispositifs d’électronique de puissance, mesures électriques , cyclage thermique, mesures électromagnétiques des perturbations conduites, capteurs et instrumentations adaptées.

  • Banc d’essai CEM basse fréquence champ proche (0 - 20kHz) : mesure de l’efficacité des blindages de plaques (CNAM Paris).
  • Chambre anéchoïque pour la conversion d’énergie : mesures électromagnétiques des perturbations conduites et rayonnée (9kHz-3GHz), capteurs et instrumentations adaptées (Saclay).

L'équipe

Responsables : Laurent Dupont et Denis Labrousse

Permanents Doctorants et post-doctorants

Fabien ADAM
Mounira BOUARROUDJ
Denis CANDUSSO
François COSTA
Laurent DUPONT
Ayda HALOUANI
Zoubir KHATIR
Denis LABROUSSE
Stéphane LEFEBVRE
Pierre-Etienne LEVY
Rita MBAYED
Eric MONMASSON
Mickael PETIT
Gilles ROSTAING
Dejan VASIC

 

 

 

 

 

 

 

 

Anthony ABDAYEM
Ihab ASSOUN
Briac BAUDAIS
Hadj Ahmed BELGHAZALI
Saïd BENSEBAA
Emile BIGOT
Mohamed Lemine DEDEW
Pawel DERKACZ
Ayawo EKON
Amina GAHFIF
Marwa GANNOUN
Anis GUESSOUM
Waseem HAIDER
Thomas HARMAND
Modar JOMAA
Luca MARCELLI
Rita MATTAR
Youssef METAYREK
Bacar MOHAMED NASSURDINE
Mohamad NAZAR
Brian OSPINA  AGUDELO
Gaël PONGNOT
Louis SCHULER
Mohsen SEDDIGHI
Wei-Ting SHIH
Mustafa SHQAIR
Sarah SIFOUNE

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