Paul BRUYERE soutiendra sa thèse le 24/11/2025 à 09h30.
Lieu : Salle 2C006, 2ème étage, Bâtiment GreEn-ER, 21 avenue des Martyrs, 38031 Grenoble
Jury :
Rapporteurs :
Mounira BOUARROUDJ, Maître de Conférences HdR, Laboratoire SATIE - Université Gustave Eiffel
Paul-Étienne VIDAL, Professeur des Universités, Laboratoire LGP - Université de Technologie Tarbes Occitanie Pyrénées
Examinateurs :
- Marie-Laure LOCATELLI, Chargée de Recherches, Laboratoire Laplace - CNRS
- Cyril BUTTAY, Directeur de Recherches, Laboratoire Ampère, INSA Lyon - CNRS
- Léo STERNA, Chercheur, CEA LETI
Encadrement :
Yvan AVENAS, Maître de Conférences, Laboratoire G2Elab - Grenoble INP, UGA
Éric VAGNON, Maître de Conférences HdR, Laboratoire Ampère - École Centrale de Lyon
Résumé :
Des convertisseurs de plus forte puissance et avec de meilleurs rendements peuvent être obtenus via l’utilisation des composants à grand-gap. Néanmoins, un environnement d’intégration particulier nécessite d’être mis en œuvre pour ces puces. En effet, de par leurs vitesses de commutation plus élevées et surfaces réduites, leurs performances peuvent fortement être influencées par le packaging. Afin de répondre à cette problématique, plusieurs puces sont souvent intégrées au sein d’un même module de puissance permettant d’obtenir des performances électriques et thermiques remarquables. Cependant, ce type d’assemblage fortement intégré admet quelques limites vis-à-vis des critères d’éco-conception. En effet, dans le cas d’une défaillance constatée sur une de ses parties, une mise au rebut de l’entièreté du module est à déplorer en raison de cette forte intégration. Une certaine valeur fonctionnelle est alors perdue avec un tel scénario. Pour y remédier, l’intégration des puces peut être envisagée à une granularité plus faible sous la forme de boitiers discrets. Cette solution moins intégrée bénéficiant aux critères d’éco-conception admet néanmoins des performances électriques et thermiques plus limitées. Ces travaux de thèse s’inscrivent dans ce contexte de packaging en proposant un nouveau concept d’intégration permettant de satisfaire des critères d’éco-conception et de performance. Pour cela, un assemblage de puissance modulaire et démontable est proposé. Ce module se base notamment sur l’utilisation de prépackages, intégrant une puce SiC 1,2 kV, assemblés par pression au travers de cartes mères. Pour cette proposition, des problématiques de tenue en tension, d’interconnexion électrique et d’éléments parasites (résistance et inductance) sont étudiées en détail. Des concepts d’isolation adaptés à la technologie PCB et des interconnexions électriques démontables basées sur des matériaux déformables sont notamment proposés dans ces travaux. Un prototype de module de puissance modulaire et démontable est également développé et comparé aux autres modules classiquement utilisés en EP.
Mots-clés :
Électronique de Puissance, Packaging, Modularité, Tenue en tension, Mousse métallique