La transition énergétique nécessite d’optimiser les flux d’énergie électrique afin de permettre la pénétration importante des énergies intermittentes dont celles délocalisées au niveau de l’habitat. Ce sujet de stage adresse les développements scientifiques nécessaires pour designer in fine convertisseur permettant d’échanger en un seul équipement d’électronique de puissance l’ensemble des flux énergétique d’une habitation: production photovoltaïque (…), stockage y compris via son véhicule électrique (V2G), échange avec le réseau (smart grid), etc.

Ce sujet fait suite à des travaux dans le laboratoire notamment sur la partie contrôle-commande. Une étude de la partie hardware avait été commencée mais nécessite des travaux complémentaires.

Dans ce stage, on se propose donc d’étudier un des aspects restés en suspend à savoir une entrée du convertisseur qui serait des panneaux photovoltaïques. Traditionnellement, les entrées des convertisseurs sont considérées comme des sources de tension, ici le panneau voltaïque peut être considéré comment une source de courant. Il apparait donc intéressant d’étudier si la façon de réaliser cette entrée peut-être réaliser d’une façon plus innovante.

L’étude sera réalisée avec une approche reposant sur des outils de simulation puis éventuellement une réalisation à échelle réduite.

La problématique principale est de définir la topologie la plus appropriée. Elle devra être simulée, en extraire les performances mais aussi les limites pour le comparer aux topologies classiques.

La finalité de l’étude sera l’implémentation ultérieure de cette topologie dans un convertisseur multi-port. Il pourra être étudier son impact en fonction de la durée de l'étude initiale.

Les objectifs principaux de la thèse sont donc les suivants :

- Réaliser un état de l’art sur les topologies alimentées par une source de courant

- Modéliser les topologies les plus intéressantes

- Déterminer la topologie la plus appropriée en fonction des différents scénarios de fonctionnement du convertisseur (type de sources d’énergie, type de charges, puissance à transférer etc…)

- Simuler cette topologie et la comparer aux topologies existantes

- Eventuellement réaliser une maquette à échelle réduite de la topologie.

Le stagiaire devra avoir des bonnes connaissances en électronique de puissance et analogique ainsi que des connaissances de logiciels de modélisation (Simulink), de simulation électronique (LTspice, Pspice, PSIM ou autres) et de logiciels de routage (KiCad, Altium par exemple).