Frédéric MALIGNE

Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension. Zoom sur le banc de capacités. Les capacités stockent l’énergie qui va être libérée dans le réacteur et le plasma de manière impulsionnelle (t <10ms). Il s’agit d’élément constitutifs de l’alimentation servant à générer un arc électrique dans le réacteur. L'objectif de cette expérience est de caractériser le déplacement d'un arc de coupure sous l'influence de multiples paramètres, tel qu'un champ…

Equipements dédiés à l'assemblage en électronique de puissance dans la zone d’"assemblage" de la plateforme 3DPHI. Ici sont mis à disposition une machine d'assemblage ZEVAC ONYX 21 (à gauche) et une machine de bonding TPT HB30 (à droite).

Dispositif post décharge d'azote en flux en fonctionnement, avec le réacteur de traitement au centre. L'écoulement des atomes d'azote est caractérisé par l'émission d'un rayonnement jaune-vert à 580 nm. L'objectif de cette expérimentation est le développement d'un système de décontamination à froid par plasma post-décharge pour des applications biomédicales et environnementales.

Puce électronique maintenue par aspiration sur l'unité de chargement du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21. Ce système permet de positionner de façon précise des composants électroniques présentant des broches sur leur surface inférieure (flip chip).

Alignement laser de la position des électrodes et du système optique pour des acquisitions de spectroscopie. Les électrodes sont immergées dans l’eau d'un réacteur où sera généré un plasma par arc électrique. Le système optique capte la lumière à l’extérieur du réacteur et va permettre d’obtenir des grandeurs comme la densité électronique du plasma. L'objectif de cette expérience est de caractériser le comportement et les propriétés d'un plasma généré par arc électrique dans de l'eau, afin d…

Dispositif expérimental et miroir de télescope utilisé pour de la strioscopie. Cette technique permet une étude thermique des dissipateurs pour diodes électroluminescentes (LED). L'objectif est de pouvoir comparer la théorie à l'expérience en observant l'invisible : la convection thermique. Les LED sont sensibles à la chaleur et une mauvaise dissipation aura pour conséquence une baisse de l’efficacité énergétique, mais aussi et surtout un raccourcissement de la durée de vie. C’est pourquoi,…

Allumage d'une décharge microondes pour créer une post-décharge d'azote en flux. L'objectif de cette expérimentation est le développement d'un système de décontamination à froid par plasma post-décharge, pour des applications biomédicales et environnementales.

Présentation d’un transistor de puissance au dessus d’une nanostructure de cuivre déposée sur un circuit imprimé (PCB). Sur la droite, un échantillon préparé en vue d’une caractérisation par microscopie électronique à balayage (MEB).

Etude du vieillissement de diodes électroluminescentes organiques (Oled) de grande taille sous stress thermique. L'objectif est de comprendre les mécanismes de dégradations d'Oled de grandes tailles. Comprendre les mécanismes de dégradation constitue l’étape nécessaire, première et essentielle pour commencer à réfléchir aux moyens d’augmenter leur durée de vie. Ici, deux aspects sont étudiés : le premier concernant la physique et les mécanismes fondamentaux (diffusion des espèces, etc.) pour…

Positionnement d'un composant sur l'unité de chargement du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21. Ce système permet d'assembler ou retirer des composants électroniques présentant des broches sur leur surface inférieure (flip chip).

Réglage des paramètres d'une machine de dépôt de parylène, un polymère aux propriétés exceptionnelles. Elle permet de faire un dépôt chimique en phase vapeur (CVD - Chemical Vapor Deposition) d'un film de parylène de plusieurs microns. Ce dépôt est un isolant électrique et présente des propriétés "barrière" ( à l’oxygène, à l’humidité…).

Dispositif post décharge d'azote en flux en fonctionnement, avec le réacteur de traitement sur la gauche. L'écoulement des atomes d'azote est caractérisé par l'émission d'un rayonnement jaune-vert à 580 nm. L'objectif de cette expérimentation est le développement d'un système de décontamination à froid par plasma post-décharge pour des applications biomédicales et environnementales.

Puce électronique maintenue par aspiration sur l'unité de chargement du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21. Ce système permet de positionner de façon précise des composants électroniques présentant des broches sur leur surface inférieure (flip chip).

Positionnement d'une caméra rapide (jusqu'à 1 million d'images par seconde) au second plan et vérification de l'image obtenue sur ordinateur. Ce dispositif fait partie d'une expérience de caractérisation du comportement et des propriétés d'un plasma, généré par arc électrique dans de l'eau, afin d’étudier les mécanismes de transfert d’énergie. Il existe de nombreuses applications aux décharges électriques dans l’eau, telles que l’électro-hydroformage. Cela consiste à utiliser l’onde mécanique …

Mesure des grandeurs caractéristiques de la lumière blanche produite par couplage d'une diode laser et d'un luminophore. L'objectif est de remplacer les diodes électroluminescentes (LED) par des diodes laser pour augmenter le rendement du dispositif. Ce type de source de lumière pourrait servir à remplacer, entre autres, les phares des voitures pour augmenter la distance de détection des obstacles.

Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension. Zoom sur le réacteur placé à l’intérieur des bobines de Helmholtz et visualisation d’un contact rotatif entre deux rails. L'objectif de cette expérience est de caractériser le déplacement d'un arc de coupure sous l'influence de multiples paramètres, tel qu'un champ magnétique extérieur ou une géométrie particulière.

Présentation d’une nanostructure de cuivre déposée sur un circuit imprimé (PCB). Elle est mise en regard d’un module conventionnel utilisant des technologies d’interconnexion classiques (brasures, câblages filaires en aluminium).

Diodes électroluminescentes organiques (Oled) émettant dans le bleu. L'objectif est la fabrication et la caractérisation d'Oleds à base de matériaux biosourcés afin de diminuer leur impact environnemental. Ici, des OLEDs fabriquées au LAPLACE utilisant le bêta-carotène (40% de la masse organique du composant).

Positionnement d'un composant sur l'unité de chargement du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21. Ce système permet d'assembler ou retirer des composants électroniques présentant des broches sur leur surface inférieure (flip chip).

Réglage des paramètres d'une machine de dépôt de parylène, un polymère aux propriétés exceptionnelles. Elle permet de faire un dépôt chimique en phase vapeur (CVD - Chemical Vapor Deposition) d'un film de parylène de plusieurs microns. Ce dépôt est un isolant électrique et présente des propriétés "barrière" ( à l’oxygène, à l’humidité…).

Positionnement d'une puce électronique sur une buse d'aspiration du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21. Ce système permet d'assembler ou retirer des composants électroniques présentant des broches sur leur surface inférieure (flip chip).

Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension. A droite, amorçage du système masse ressort, pour l'ouverture du contact mobile situé au bout de la barre métallique. A gauche, la bobine en configuration de Helmholtz, à l'intérieur de laquelle est situé un réacteur (non visible ici) dans lequel est généré l'arc électrique. L'objectif de cette expérience est de caractériser le déplacement d'un arc de coupure sous l'influence de multiples paramètres, tel…

Batteries d'alimentations régulées utilisées pour effectuer un stress électrique sur des diodes électroluminescentes organiques (Oled). L'objectif est de prédire la durée de vie d'un produit technologique à partir d'un seul modèle généraliste. Cette étude constitue un tronc commun à deux objectifs. En 1er, l’étude du vieillissement des Oled, afin de comprendre en particulier les mécanismes physiques associés et, soit augmenter l’efficacité énergétique, soit augmenter leur durée de vie. En 2nd…

Câblage filaire entre un composant et le substrat sur lequel il est assemblé. Les fils d’aluminium ayant un diamètre de 125 ou 250 µm, l’opération doit se fait sous une loupe binoculaire.

Décharge à barrière diélectrique (DBD) à électrode flottante (entre l'électrode haute tension et le doigt). L'objectif est de produire un plasma pour des applications telles que la décontamination.

Réglage des paramètres d'assemblage d'un composant positionné sur l'unité de chargement du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21. Ce système permet d'assembler ou retirer des composants électroniques présentant des broches sur leur surface inférieure (flip chip).

Modules de puissance 3,3 kV – 375 ampères associés à leur carte de commande, dans un convertisseur forte puissance pour des applications ferroviaires.

Mise au point d’une loi de commande par allocation, pour un convertisseur modulaire multiniveaux (MMC : Modular Multilevel Converter) et synchronisation des signaux de commande. L’objectif est d’agir de façon synchrone sur les cellules de commutation afin de réduire les aléas de fonctionnement.

Fibres optiques de commande des interrupteurs d'un convertisseur statique dit générique, interface de puissance d'un microréseau d'investigation en configuration courant alternatif (AC).

Capteur de position sur l'arbre de sortie d'une machine synchro-réluctante assistée d'aimants permanents. L'objectif est de mettre au point une loi de commande sans capteur de position et cette mesure permet de valider la solution retenue. La machine synchro-réluctante, assistée d'aimants permanents fonctionnant sans capteur de position, constitue une solution pour réduire le coût des machines sans altérer les performances. L'objectif ici est de concevoir une machine avec des paramètres…

Mesure de la topologie du champ magnétique généré dans le canal d'un propulseur plasma utilisé sur des microsatellites. Le design de ce propulseur a été optimisé, permettant de créer un effet de bouclier magnétique aux bombardements d’ions (durée de vie liée au volume de gaz embarqué), tout en gardant d’excellentes performances de poussée.

Positionnement des sondes de mesure sur une carte test "plug and play" connectée à un banc de caractérisation électrique et vérification avant la phase expérimentale. Elle comprend un composant de puissance et sa commande rapprochée. Ce banc permet de caractériser électriquement des composants à grand gap (WBG), en régime extrême de fonctionnement et circuit intégré de commande rapprochée (gate-driver) associé. L'objectif est d'étudier la robustesse en court-circuit de composants de puissance…

Intervention hors tension sur un convertisseur de forte puissance pour des applications ferroviaires.

Intérieur d'une cavité à retournement temporel microonde. Elle est en cuivre et c'est une version de laboratoire agrandie et simplifiée d'une chambre de combustion. Une antenne conique émet un signal microonde de puissance qui va se réfléchir de multiples fois sur les parois de la cavité, pour finalement se focaliser à un instant donné sur une sonde monopolaire. L’intensité du champ liée à la focalisation spatiale et temporelle permet d’allumer un plasma, qui lui-même est capable d’allumer un…

Mesures d'impédance sur des batteries automobile (plomb-acide) de récupération. L'objectif est de permettre un diagnostic rapide et fiable des batteries sur site, par exemple chez un fournisseur dans un village. Ceci, afin de pouvoir leur donner une seconde vie pour du stockage électrique, dans une installation d’électrification rurale à base de sources primaires renouvelables. Cet usage répond aux enjeux de l'innovation frugale : local et frugal pour diminuer l'empreinte écologique, mais aussi…

Machine électrique à flux axial sans fer réalisée par impression 3D. Le stator, visible au centre, est composé d’enroulements de cuivre. Ces derniers vont interagir avec les aimants du rotor, visibles à droite, pour générer le couple moteur. Ce moteur est plus léger, compact et facile à réaliser. Il est particulièrement adapté aux petits systèmes volants tels que les drones.

Des outils de calcul des champs et des routines d'optimisation (à l'écran) permettent de prévoir les performances d'un transformateur intercellules . Ils permettent aussi d'identifier les matériaux, les formes et les dimensions qui optimisent son volume, sa masse, ses pertes ou de choisir le compromis entre plusieurs de ces critères. Mais la physique correspondante est complexe et ne peut être que partiellement décrite dans les modèles ; la validation expérimentale sur prototype à l'échelle 1 …

Convertisseur de forte puissance pour des applications ferroviaires (partie puissance et partie commande).

Composants de la carte de commande FPGA (réseau de fonctions logiques programmables), utilisés pour la mise au point d’une loi de commande par allocation d'un convertisseur modulaire multiniveaux (MMC : Modular Multilevel Converter). L'objectif est d’améliorer la réactivité de la commande, afin de prendre en compte un plus grand nombre d’interrupteurs.