Nos axes de R&D

L’axe de recherche Matériaux et Composants du Génie Électrique se focalise sur l’étude de l’utilisation de nouveaux matériaux semi-conducteurs, diélectriques et magnétiques pour l’amélioration des performances des systèmes électrotechniques.

Matériaux semi-conducteurs à grand gap (SiC, GaN, etc.) : l’arrivée sur le marché des composants de puissance à base de matériaux semi-conducteurs à grand gap tels que le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium (GaN), va permettre le développement de convertisseurs statiques hautes fréquences très performants en termes de rendement et de densité de puissance. De nouvelles approches de conception de ces convertisseurs, qui tiennent compte des aspects thermiques et de compatibilité électromagnétique (CEM), doivent être développées.

Matériaux diélectriques : Les nouveaux matériaux isolants permettent un fonctionnement en haute température et sous des contraintes électriques plus sévères causées par les fronts de tension plus raides. Des solutions sont à proposer pour la construction des bobinages très compacts et beaucoup plus légers, capables de travailler durablement à de très hautes températures, mais également supportant des fronts raides de la Modulation de Largeur d’Impulsion (MLI).

Matériaux magnétiques : la mise en œuvre de nouveaux matériaux magnétiques passe par une conception intelligente des machines tournantes, des transformateurs et des composants ferromagnétiques des filtres, basée sur le développement de modèles non-linéaires précis et fiables. Cela permet de représenter le comportement électromagnétique et mécanique de ces matériaux.

Sur un modèle transversal, cet axe de recherche œuvre également sur la Fabrication Additive, la fiabilité, l’éco-conception et le vieillissement.

4 grandes thématiques sont traitées dans cet axe de recherche :

1. Les nouveaux convertisseurs d’énergie avec capteurs, système polyphasé et convertisseurs
2. La conception de convertisseurs intégrés
3. les notions de process, contrôle, monitoring, diagnostic, management thermique
4. L’impact environnemental sur la conception des convertisseurs, fiabilité, bruit et vibration

Des thématiques transversales sont à prendre en compte pour cet axe :

• Jumeau numérique
• Réduction des modèles
• Machine learning pour le diagnostic et aussi IA
• Renforcement des modèles multiphysiques pour optimisation

3 grandes thématiques sont travaillées dans cet axe de recherche :

1. La gestion des communautés de l’énergie
   Approche multi-énergie pour les lieux en îlot
   Développement des Smart Grid
   Dynamique des réseaux électroniques de puissance et coordination des réseaux de l’énergie
   Qualification des usages humains (shs)
   Plateformes numériques de gestion, interopérabilité et cybersécurité
2. La mobilité électrique
   Chargeurs forte puissance, stockage intelligent et batterie
   Systèmes de mobilité à forte redondance
   Gestion de l’énergie des systèmes de mobilité et réseau
   Système mobile dans leur environnement
3. Le développement d’une plateforme expérimentale (concrétisation des deux points)