Eric VAGNON soutient son HDR le 20 février 2025 à l’École Centrale de Lyon, Amphi 203 bâtiment W1.
Titre :
Nouveaux matériaux et contraintes d’isolation pour la montée en tension des dispositifs d’électronique de puissance.
Jury :
Rapporteurs :
Pr. Stéphane DUCHESNE, Université d’Artois
Pr. Laurent PECASTAING, Université de Pau
Pr. Pascal RAIN, Université Grenoble Alpes
Examinateurs :
Pr. Marie FRENEA-ROBIN, Université Claude Bernard Lyon1
HDR, Thierry LEBEY, SAFRAN
Pr. Christian VOLLAIRE, Ecole Centrale de Lyon
Pr. Abderrahmane BEROUAL, Ecole Centrale de Lyon
Résumé :
Ce mémoire en vue de l’obtention de l’Habilitation à Diriger des Recherches (HDR) porte sur les nouveaux matériaux et sur les contraintes d’isolation qui accompagnent l’élévation des niveaux de tension en électronique de puissance. Ce rapport revient dans un premier temps sur le parcours professionnel en présentant tout d’abord les activités liées à l’enseignement, débuté dans l’enseignement secondaire avant une transition vers la recherche au sein du Laboratoire Ampère de l’École Centrale de Lyon. La suite du rapport présente les activités de recherche menées au Laboratoire Ampère de 2016 à 2024.
Les deux premiers axes de recherche concernent l’ingénierie haute tension appliquée à l’électronique de puissance. Avec l’essor des semi-conducteurs à large bande interdite (SiC, GaN), les dispositifs fonctionnent sous des tensions et des fréquences plus élevées, engendrant des contraintes accrues sur les isolants. Les travaux s’attachent à caractériser ces matériaux sous des formes d’ondes non conventionnelles, représentatives des applications réelles, notamment via des techniques de mesure des décharges partielles adaptées aux signaux en moyenne fréquence et forts gradients de tension (dv/dt). Le deuxième axe aborde la question de la tenue en tension dans les applications d’électronique de puissance, que ce soit au niveau du packaging du module ou de la mise en œuvre du transformateur moyenne fréquence.
Un troisième axe explore les nano-fluides comme isolants liquides innovants pour les transformateurs et autres équipements haute tension. L’ajout de nanoparticules aux huiles diélectriques modifie leurs propriétés électriques, améliorant potentiellement leur rigidité diélectrique et leur résistance aux décharges partielles. Toutefois, ces matériaux présentent des défis en matière de stabilité et de comportement aux interfaces solides/liquides, nécessitant une caractérisation approfondie.
Enfin, une réflexion est menée sur les perspectives d’évolution des systèmes d’isolation, en intégrant des enjeux environnementaux et sociétaux. La montée en tension des réseaux électriques et des dispositifs de conversion impose de nouvelles approches en termes de matériaux et de conception. Les perspectives présentées visent à intégrer les problématiques d’éco-conception ou d’économie circulaire dans les solutions d’avenir à proposer.
Publications :