Nouvelle génération de convertisseurs électroniques de puissance à haut rendement et à haut densité de puissance

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L'évolution technologique rapide des technologies de l'électronique de puissance durant les deux dernières décennies a rendu son utilisation très abondante et son importance est devenue capitale tant pour le secteur industriel moderne que dans la production, la transmission, l'intégration des énergies renouvelables, l'électrification des transports, et le stockage de l'énergie électrique. La conversion et l'adaptation de l'énergie électrique est naturellement assurée par des interfaces électroniques de puissance à base d'interrupteurs électroniques de puissance. Plus de soixante-dix pour cent de l'énergie produite transite par ces convertisseurs d'énergie et ce chiffre est appelé à augmenter avec l'avènement des voitures électriques, d'où l'importance majeure pour optimiser ces unités de conversion afin de mieux utiliser les ressources énergétiques disponibles et à développer. L'intégration des nouvelles sources distribuées d'énergie passe inévitablement par la conception de convertisseurs électroniques de puissances opérant sans filtres ajoutés, très performants, à haute densité, à large bande passante et capables d'assurer un interfaçage sécure et de grande qualité avec le réseau. Les objectifs visés par ce programme de recherche sont: concevoir une nouvelle génération des convertisseurs électroniques de puissance, écologique, à haute densité de puissance, capables d'opérer à haut rendement énergétique, et générant proche de zéro (near zero) pollution harmonique et interférences électromagnétiques afin d'améliorer la qualité de l'énergie électrique dans le réseau. Développement et mise au point d'un nouveau concept innovateur de convertisseurs électronique de puissance à très haute densité de puissance capable d'opérer directement sur un réseau basse ou moyenne tension sans l'ajout de filtres et des transformateurs de puissance (Filterless Converters). Développement et réalisation d'une nouvelle famille et des nouvelles topologies de convertisseurs de puissance basés sur l'utilisation des cellules commutables (packed cells) générant plusieurs niveaux de tensions et permettant de réduire le stress sur les semi-conducteurs de puissance. Développement des nouvelles techniques de modélisation en vue d'une simulation en temps réel des structures complexes de convertisseurs électroniques de puissance dont le nombre de semi-conducteurs peut dépasser 480. Développement des techniques de modulation et de commande avancées des structures complexes de convertisseurs permettant de minimiser le poids et l'encombrement en incluant le concept de multifonctionnalité et l'optimisation afin de réduire les pertes par commutation des semi-conducteurs. Également important, ce projet d'envergure contribura à la formation d'un personnel hautement qualifié aux trois cycles universitaires en impliquant les étudiants au baccalauréat, à la maîtrise et au PhD dans la conception, la réalisation, et la mise au point de ces nouvelles technologies de convertisseurs.