Caractérisation et modélisation de décharges partielles (DP) dans les convertisseurs de puissances à base de composants WBG

Le domaine de l’électronique de puissance est actuellement en pleine révolution grâce à l’émergence des composants à large bande interdite (WBG – Wide Band Gap), tels que le SiC et le GaN. Ces technologies ouvrent la voie à des convertisseurs de puissance capables de fonctionner à des tensions, fréquences et températures inédites, tout en augmentant significativement la densité de puissance.
Cependant, cette performance accrue introduit de nouveaux défis pour les matériaux diélectriques des modules de puissance. Les commutations ultra-rapides et les fronts de tension extrêmement raides (jusqu’à plusieurs dizaines de kV/µs) imposent des contraintes inédites sur l’isolation électrique. Parmi les phénomènes critiques à maîtriser, les décharges partielles (DP) jouent un rôle central : elles peuvent provenir de défauts de conception, provoquer un vieillissement prématuré des matériaux isolants et affecter la fiabilité des modules.
La relation directe entre activité de DP et fiabilité rend leur compréhension et leur mesure essentielles. Si les méthodes actuelles permettent de caractériser les DP sous tension alternative 50 Hz, aucun cadre normatif n’existe pour les fronts raides de tension, laissant place à un enjeu scientifique majeur.
Objectif de la thèse :
Cette thèse propose de relever ce défi en combinant expérimentation et modélisation pour caractériser les décharges partielles dans les modules de puissance WBG destinés à des applications à haute tension et haute fréquence. L’objectif est de mieux comprendre les mécanismes de vieillissement et d’optimiser la conception des convertisseurs pour garantir fiabilité, durée de vie et performance électrique.

Mots clefs: Electronique de puissance, SiC/GaN, modélisation, décharge partielle (DP), Isolation électrique

• Directeur de thèse    HdR Eric VAGNON, Laboratoire AMPERE UMR CNRS 5005  https://orcid.org/0000-0002-9603-519X
• Ecole doctorale    ED 160 EEA, Ecole Centrale Lyon
• Encadrant IFPEN    Dr, Laid KEFSI https://orcid.org/0009-0006-6926-652X
• Localisation du doctorant    IFPEN, Rueil-Malmaison, France  
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2026
• Employeur    IFPEN
• Qualifications    Master ou Diplôme d’Ingénieur en Génie Electrique
• Connaissances linguistiques    Anglais niveau B2 (CECR)
• Autres qualifications    Traitement de signal

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