Laboratoire plasma et conversion d'énergie (LAPLACE)

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).

Mise en place d'une sonde de tension différentielle, lors d'une intervention hors tension sur un convertisseur de forte puissance utilisé pour des applications ferroviaires.

Alimentation d'une cavité conique pour visualiser l'énergie électromagnétique dans cette cavité par échauffement. L’injection de puissance microonde par le câble coaxial bleu conduit à un échauffement de la paroi en cuivre de la cavité conique, dont la répartition spatiale, captée par caméra infrarouge, renseigne sur la configuration interne des ondes. Selon un travail publié par la NASA en 2016, une telle cavité ainsi alimentée devrait être le siège d’une force infime, qui contredirait les…

Mise au point d’une loi de commande par allocation pour un convertisseur modulaire multiniveaux (MMC : Modular Multilevel Converter) et vérification des formes d'ondes électriques. La montée en puissance des convertisseurs induit un plus grand nombre de cellules organisées en série et/ou en parallèle, d’où une augmentation du nombre d’interrupteurs ce qui ouvre la voie à l’optimisation.

Caractérisation des performances d’une machine électrique. Les grandeurs observées permettant de juger la qualité de la machine sont : son couple, sa vitesse, sa tension et son courant d’alimentation, ainsi que son rendement.

Circuit de commande rapprochée (gate-driver) des différentes cellules d'un convertisseur d'énergie électrique multicellulaire parallèle. La juxtaposition de ces circuits de commande rapprochée illustre le caractère modulaire de ces structures de conversion. L'augmentation de puissance est obtenue en associant un nombre plus élevé de structures simples, identiques, qui peuvent être construites en série et bénéficier de ce fait d'une fiabilité accrue. En décalant légèrement dans le temps ces…

Connexion à un banc de caractérisation électrique d'une carte test "plug and play" comprenant 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 au carbure de silicium SiC (1200 V – 1700 V / 90 A) et au nitrure de gallium GaN (650 V…

Test de la commande numérique temps réel, sur un microcontrôleur (commande algorithmique) et un circuit FPGA (commande rapprochée), d'un démonstrateur de propulsion navale propre, pour les différents points de fonctionnement du plan couple-vitesse selon les spécifications navales. Ce démonstrateur de propulsion navale innovante à commande évoluée est une Machine asynchrone à double alimentation (MADA) de 30 kW à rotor bobiné, de haute tension, refroidie par eau, alimentée au stator et au rotor,…

Bus bars de puissance d'un banc d'interconnexion batteries. Il permet une liaison moyenne tension entre les batteries en test dans l’enceinte climatique et les équipements de charge et de décharge électrique de celle-ci.

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…

Test d'une machine électrique linéaire tubulaire. La répartition tubulaire originale des conducteurs électriques de cette machine est pensée pour maximiser la force maximale générée. Cette machine peut être utilisée pour tout type d’application nécessitant un actionnement linéaire : électrovannes, système d’ouverture de volets d’avion, etc.

Zoom sur une partie d'un banc de caractérisation électrique et la carte test "plug and play" équipée de ses sondes de mesure. Cette carte 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 au carbure de silicium SiC (1200 V …

Pilotage d'un convertisseur de forte puissance pour des applications ferroviaires et contrôle des grandeurs électriques et thermiques mesurées via une interface homme-machine déportée.

Cavité conique en cuivre, dans laquelle les ondes électromagnétiques sinusoïdales, injectées via le câble bleu, résonnent à des fréquences spécifiques. Ces dernières peuvent être ajustées en enfonçant ou rétractant les vis de réglage. La résonance se manifeste en particulier par une forte intensité du champ électromagnétique dans la cavité et elle est associée à l’exaltation d’une force hypothétique. La mesure de cette hypothétique force, par un banc dédié très sensible, permettra de confirmer…

Mise au point d’une loi de commande par allocation pour un convertisseur modulaire multiniveaux (MMC : Modular Multilevel Converter) et vérification des signaux de commande. L'objectif est d’évaluer une solution de commande câblée par carte FPGA (réseau de fonctions logiques programmables), afin d’améliorer la réactivité du contrôle par rapport aux solutions traditionnellement programmées (par microprocesseur).

Contrôle de connectiques et de facteurs d’échelles, entre un superviseur réseau et un émulateur de turbine à gaz, sur un microréseau d'investigation en configuration courant alternatif (AC). Cette version AC, ou configuration aéronautique, est utilisée pour une application embarquée. La plateforme d’investigation "Microréseaux" permet de façon versatile, mais performante, de tester différents systèmes énergétiques équipés de sources renouvelables ou conventionnelles, ainsi que de stockeurs et…

Condensateurs et inductances de bras sur une maquette d'un convertisseur modulaire multiniveaux (MMC : Modular Multilevel Converter). Ce convertisseur de 18 cellules permet l’évaluation des performances de la loi de commande par allocation implantée sur un FPGA (réseau de fonctions logiques programmables).

Structures permettant de concevoir des enroulements de cuivre, qui seront ensuite utilisés dans un moteur à flux axial sans fer réalisé par impression 3D. Ce moteur est plus léger, compact et facile à réaliser. Il est particulièrement adapté aux petits systèmes volants tels que les drones.

Connexion à un banc de caractérisation électrique d'une carte test "plug and play" comprenant 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 au carbure de silicium SiC (1200 V – 1700 V / 90 A) et au nitrure de gallium GaN (650 V…

Démonstrateur de propulseur naval propre conçu avec une machine sans aimant permanent. Il s’agit d’une Machine asynchrone à double alimentation (MADA) de 30 kW, à rotor bobiné, de haute tension et refroidie par eau. Cette MADA entraîne une hélice virtuelle simulée. L'objectif est d’assurer un excellent comportement statique et dynamique de ce système de propulsion innovant. Avec une répartition de puissance identique entre le stator et le rotor, cette machine unique et une double commande…

Antenne conique d'émission et sonde monopolaire de réception à l'intérieur d'une cavité à retournement temporel microonde. Cette cavité est en cuivre et c'est une version de laboratoire agrandie et simplifiée d'une chambre de combustion. L’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 la sonde monopolaire. L’intensité du champ liée à la focalisation spatiale et…

Connexions pour des 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…

Design d'une machine électrique à flux axial sans fer réalisée par impression 3D. Ce moteur est plus léger, compact et facile à réaliser. Il est particulièrement adapté aux petits systèmes volants tels que les drones.

Convertisseur d'énergie électrique multicellulaire parallèle. L'association de cellules de commutation en parallèle est un moyen assez classique d'augmenter le courant et donc la puissance disponible. Ici, l'originalité est l'utilisation d'un transformateur intercellules qui permet de coupler magnétiquement ces cellules. Grâce à ce couplage, les ondulations de courant et les pertes sont plus faibles, et le rendement est plus élevé. Ces dispositifs sont particulièrement bien adaptés pour les…

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.

Contrôle de connectiques entre une batterie située à l’intérieur d'une enceinte climatique et le bus de courant continu (DC) du banc de caractérisation de batteries. L’objectif est de caractériser les batteries, afin d’en définir un modèle le mieux abouti en relation avec une application réelle.