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Défis technologiques >> Efficacité énergétique pour bâtiments intelligents, mobilité électrique et procédés industriels
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Développement d'aimants permanents hautes performances NdFeB par Powder Injection Moulding

Département des Technologies des NanoMatériaux (LITEN)

Laboratoire de Formulation des Matériaux

Chimie des matériaux, option polymère

01-11-2020

SL-DRT-20-0329

sebastien.rolere@cea.fr

Efficacité énergétique pour bâtiments intelligents, mobilité électrique et procédés industriels (.pdf)

De par leurs très bonnes performances magnétiques, les aimants permanents en NdFeB participent à la transition énergétique, avec des applications dans les secteurs de l'énergie (turbines d'éoliennes) et du transport (véhicules électriques). Ces aimants sont généralement produits par pressage de poudre et frittage, et l'obtention de formes complexes passent alors par des opérations d'usinage coûteuses. Le procédé PIM (Powder Injection Moulding), qui permet la mise en oeuvre de poudres inorganiques au travers de techniques classiques de la plasturgie, est actuellement considéré pour la fabrication d'aimants NdFeB de haute densité et aux géométries complexes. Les propriétés magnétiques des aimants en NdFeB sont significativement dégradées par la présence de contaminants carbone et/ou oxygène. Or, le procédé PIM nécessite (i) la formulation de feedstocks (mélanges) à partir de polymères organiques (liants) pour le moulage par injection, et (ii) la mise en place d'étapes post-injection de déliantage chimique et thermique, qui sont autant de sources potentielles de contamination du matériau. Ces différentes sources nécessitent d'être étudiées afin de réduire au maximum la contamination dans les aimants et ainsi d'optimiser leurs propriétés magnétiques. En outre, l'étude des interactions physico-chimiques entre les liants polymères (et leurs produits de dégradation) et la poudre NdFeB, doit permettre l'élaboration de feedstocks injectables et adaptés à l'élaboration d'aimants permanents à basse contamination et aux propriétés magnétiques optimales.

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Modélisation de la flexibilité des consommations énergétiques à plusieurs échelles spatiales et temporelles

Département des Technologies Solaires (LITEN)

Laboratoire Systèmes Electriques Intelligents

Master 2 en énergie

01-10-2020

SL-DRT-20-1068

xavier.lepivert@cea.fr

Efficacité énergétique pour bâtiments intelligents, mobilité électrique et procédés industriels (.pdf)

Dans un contexte d'intégration massive de production renouvelable non pilotable (éolien et photovoltaïque), l'impératif « production = consommation » impliquera dans l'avenir d'agir de plus en plus sur le second terme de cette égalité. De nombreuses questions se posent sur le potentiel réel de flexibilité de la consommation dans un cadre smartgrid, et ce suivant le niveau géographique auquel on se place mais aussi la plage temporelle d'activation. Le pilotage des flexibilités ainsi que leur valorisation, vont nécessiter des modèles variés, différents suivant les marchés (services systèmes, SPOT, intraday, ajustement) et le niveau géographique considéré (habitat individuel, collectif, quartier, ville). La thèse s'attachera à développer : - Des modèles de consommations électriques et de flexibilités associées à ces consommations - Des algorithmes d'apprentissage /paramétrisation de ces modèles. Ces derniers seront orientés « big data ». - Des méthodologies de passage d'un modèle à un autre Pour mener à bien ces travaux, on s'appuiera sur des outils de simulation existants pour les échelles spatiales les plus fines ainsi que sur une base de données de mesures de consommation (Linky).

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Convertisseur DC/DC piézoélectrique à transfert de puissance adiabatique

Département Systèmes (LETI)

Laboratoire Electronique Energie et Puissance

Ingénieur, BAC+5, Electronique, Electrotechnique, Automatique

01-10-2020

SL-DRT-20-1148

ghislain.despesse@cea.fr

Efficacité énergétique pour bâtiments intelligents, mobilité électrique et procédés industriels (.pdf)

L'objectif de cette thèse est de proposer des systèmes de conversion de puissance DC-DC à haut rendement basés sur des structures piézoélectriques résonantes assurant une transduction d'énergie Electrique-Mécanique-Electrique, alternatives aux techniques actuelles de commande directe d'un transformateur piézoélectrique. Une grande partie du travail vise la mise au point du cycle électrique de fonctionnement du résonateur piézoélectrique qui doit permettre à la fois d'entretenir la résonance de la structure et d'effectuer des transferts de puissance électrique adiabatiques, donc à faibles pertes. La mise en ?uvre de ce cycle nécessitera, en outre, la mise au point d'une électronique très basse consommation qui intègrera plusieurs mécanismes de synchronisation et de régulation pour assurer des commutations à zéro de tension, assurer l'entretien des oscillations et réguler la tension de sortie. La miniaturisation du convertisseur sera également étudiée, notamment en vue d'une intégration de type MEMS (Micro Electro Mechanical System) ainsi que les différentes déclinaisons d'architectures électriques que l'on peut envisager pour répondre aux différents cas applicatifs, telles que les architectures Buck, Boost, Cuk, Forward, Flyback en électronique de puissance. Le candidat pourra s'appuyer sur l'expertise du laboratoire d'accueil dans le domaine de la conversion et de la piézoélectricité. La thèse se déroulera au CEA/LETI situé à Grenoble (laboratoire orienté microélectronique et microsystème), elle sera dirigée par Mr Ghislain DESPESSE du CEA et par Mr François COSTA du SATIE (laboratoire de physique appliqué et génie électrique rattaché à l'ENS Paris-Saclay).

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