Compétences et expertises

L'expertise de l'équipe électronique de puissance du G2Elab repose sur 5 piliers complémentaires. Les principaux piliers, hérités de nombreuses années de recherche concernent les méthodologies de conception, la modélisation et caractérisation CEM conduite et rayonnée, l'intégration hybride, les topologies de convertisseurs et commandes associées. Depuis l'année 2019 une nouvelle expertise s'est petit à petit développer pour former aujourd'hui le 5eme pilier de l'équipe autour de la circularité et de l'éco-conception en électronique de puissance.
 

• Conception par optimisation
• Conception modulaire automatique

 

Les topologies de convertisseurs et leurs commandes associées sont probablement les axes de recherche les plus spéficique à l'électronique de puissance. Ce sont des axes incontournables de la discipline et l'équipe contribue activement à cet axe. Parmi les thèmes/mots clés qui caractérisent le mieux nos contributions, nous pouvons citer : convertisseurs multiniveaux, fonctions réseaux spécifiques, commande des structures, Multiple Active Bridge, clusters de convertisseurs, la mise en série de semiconducteurs, gate drivers à haute isolation.Ci dessous les thèmes actuellement développés au sein de l'équipe.

• Dual and Multiple Active Bridge
• Convertisseurs pour les réseaux
• Convertisseurs modulaires

La modélisation et la caractérisation CEM conduite sont devenus des axes de recherche importants pour l'équipe au cours des années 90. L'équipe jouie d'une forte compétence et est reconnue à l'international pour ses apports multiples dans ce domaine. Plus recemment avec l'intégration de nouveaux personnels, l'équipe a renforcé son expertise sur le volet raynné. Les mots clés qui caractérisent le mieux nos apports sont les suivants : modélisation CEM des convertisseurs, normes de caractérisation CEM, modélisation des câblages tridimensionnels hétérogènes, rayonnement des systèmes de conversion d’énergie. Les principaux thèmes actuels de cet axe concernent :

• CEM système
• CEM VHF en lien avec les convertisseur très hautes fréquences et les composants grand gap (WBG)
• La modélisation et l'impact des courants HF sur le corps humain

Depuis la fin des années 90, l'électronique de puissance a considérablement investi le terrain de l'intégration monolithique et hybride pour améliorer les caractéristiques et les performances des convertisseurs statiques. Cet axe de recherche est très complémentaire des travaux menés autour de la conception et des topologies. Il s'intéresse aux contraintes et opportunitées offertes par les moyens technologiques, pour densifier et intégrer les dispositifs de conditionnement de l'énergie électrique. Nos contributions sur cet axe sont illustrées par les mots clés suivants :  Matériaux et procédés pour l’intégration, modules de puissance, gate drivers, encapsulation, barrière d’isolation, caractérisations électro-thermo-mécaniques, architecture 3D des modules de puissance, développement de solutions technologiques pour briques standardisées, analyse du cycle de vie. Aujourd'hui, nos principales actions sont en lien avec :

• Packaging des composants de puissance pour améliorer les performances et la durabilité
• Thermique des composants de puissance
• Mise en œuvre des composants WBG poru étendre les plages de fonctionnement en fréquence, température, courant et tension.

Axe de recherche le plus récent, l’équipe a développé une expertise récente dans ces domaines pour répondre aux enjeux liés à la soutenabilité de l’électronique de puissance. Fort d’une expertise dans la conception et mais aussi les technologies de fabrication des composants et convertisseurs d’électronique de puissance, l’équipe disposait des bases en EP qu’elle a associé à la montée en compétence dans les domaines de l’analyse de cycle de vie, des règles d’éco-conception, tout cela avec l’aide des collègues du laboratoire G-SCOP.

Aujourd’hui l’expertise de l’équipe dans le domaine concerne principalement la conception en vue de la circularité, l’éco-conception (avec prise en compte des impacts environnementaux) et le développement d’indicateurs pour accompagner la prise de décision. Cet axe de recherche est actuellement caractérisé par les thèmes suivants :

• Outils, méthodes et indicateurs de l’éco-conception et la circularité
• Concept et règles de conception pour la circularité
• Caractérisation et mise en œuvre de matériaux et procédés pour l’éco-conception
• Evaluation de la soutenabilité de l’électronique de puissance