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GEMS

Génie électrique matériaux & systèmes

Thème de recherche :

Les systèmes d’énergie embarqués et les architectures de convertisseurs

Ces recherches se situent dans un contexte d’introduction massive de systèmes électriques dans les transports. La majeure partie des études concerne la fiabilité des composants et systèmes de l’électronique de puissance et le développement d’architectures de convertisseurs statiques et électromécaniques.

Dans le cadre de l’intégration de puissance, le GEM travaille sur la synthèse de nouvelles architectures de convertisseurs de puissance, dont les performances intrinsèques pourront être maximalement exploitées si l’on intègre ces systèmes. Elles sont basées sur l’association « parallèle » d’un nombre important de cellules identiques, interconnectées par un dispositif de couplage magnétique original associé à une loi de commande particulière (2 brevets sont issus de ces techniques). Si l’application à des convertisseurs intégrés est une voie privilégiée de l’exploitation de ces principes, de nombreuses applications à des technologies plus classiques sont également très prometteuses. Des travaux récents de l’équipe ont permis de réaliser des démonstrateurs aux performances très au-dessus de l’état de l’art, et correspondant à des spécifications de réseaux aéronautiques embarqués ou de véhicules terrestres :

Convertisseur isolé 28V-600V-12kW utilisant des puces MOSFET SiC, avec architecture 8 phases selon le Brevet CNRS-INPT-UM WO 2007/006902 A2 (2016, thèse de J. Brunello)

Trois convertisseurs non isolés 28V-300V-10kW avec coupleur magnétique 6 phases selon le Brevet CNRS-INPT-UM WO 2007/006902 A2 (2015, Contrat Liebherr Aerospace)

Système de charge par induction de véhicule électrique 22kW (2017, thèse de A. Hammoud – Contrat IES Synergie)

Dans le contexte du projet d’ampleur mondiale « avion plus électrique », visant à remplacer un maximum de dispositifs à pression de fluide par des dispositifs électriques, l’équipe a également développé un partenariat fort avec le groupe SAFRAN sur la conception d’actionneurs et générateurs innovants, fiables et à fortes performances spécifiques. Les travaux portent actuellement sur la caractérisation de machines très haute fréquence (jusqu’à 2 kHz) afin d’atteindre des puissances massiques de l’ordre de 10 kW/kg.