Couverture ElectroniqueS n°127

Deux manifestations viennent en peu de temps de mettre l'accent sur l'importance de l'électronique de puissance pour résoudre les problèmes de l'embarqué. Après les conférences organisées à Paris la Défense par la SIA fin mars sur l'électronique de puissance dans l'automobile, c'est le salon Decielec, regroupant une conférence et des rendez-vous d'affaires dans le domaine de l'électronique de puissance et de l'embarqué, qui a posé à Tarbes, fin avril, la question du rôle et de l'avenir de cette électronique de puissance pour l'embarqué. Les intérêts sont nombreux à l'instar des gains espérés en matière de consommation, d'insonorisation, et de fonctionnalités, le tout motivé par des aspects financiers à plus ou moins long terme et des orientations sociétales comme celles en faveur de l'environnement. Pour l'automobile, l'intérêt de l'hybridation a été prouvé dans les véhicules de série, notamment avec Toyota et l'utilisation de « petites » batteries NiMH. L'une des interrogations actuelles réside dans le passage à une des nombreuses technologies lithium pour augmenter la distance pouvant être parcourue en mode électrique, voire recharger ces batteries sur une prise et peut-être aller jusqu'à se passer du mode thermique ; les expérimentations et les projets signés se multiplient dans ce domaine. Mais des questions se posent aussi sur la sûreté de fonctionnement et le dimensionnement de l'ensemble du système électronique de puissance dans ses différents aspects (composants, commande, thermique, mécanique) qui, embarqué oblige, doit être dimensionné au plus juste pour éviter de se transformer en poids mort. En définissant comme le fait l'Inrest des profils de missions types correspondant aux usages réels des véhicules - sachant par exemple que 55 % des utilisateurs font moins de 10 km en une journée, et 80 % moins de 25 km - les constructeurs peuvent alimenter des systèmes de test et de simulation prenant en compte l'ensemble des paramètres physiques mis en jeu dans un système de puissance et pas seulement ceux concernant le déplacement des électrons. D'autant que les objectifs de coût en matière d'automobile mettent la barre haut selon l'Oakridge National Laboratory : 8 $/kW d'ici à 2020, soit près de dix fois moins que l'actuel standard industriel. Des travaux restent donc, semble-t-il, à faire non seulement pour fiabiliser des accumulateurs et leur montage en batterie avec surveillance, diagnostic et dissipation, mais aussi sur la partie moteur, intégration, et même semiconducteurs de puissance avec peut-être enfin des semiconducteurs exotiques comme le carbure de silicium.Les conférences Decielec se sont orientées sur différents aspects de l'électronique de puissance embarquée dans les avions, les transports ferroviaires ou les véhicules électriques plus classiques. L'avion s'oriente vers l'électronique pour diminuer son poids par rapport aux traditionnelles commandes hydrauliques ; cela permet aussi d'envisager la mise en place de redondance et de fonctionnement en mode dégradé, lorsque certaines défaillances adviennent. Mais l'électronique peut aussi offrir un suivi d'utilisation aboutissant à de la maintenance préventive et donc à une meilleure fiabilité. Dans certaines fonctions potentielles, comme le train électrique permettant d'utiliser un moteur-roue pour déplacer l'avion au sol sans recourir aux réacteurs dans un régime moteur à très faible rendement, elle permet également d'améliorer le bilan écologique et sonore de l'avion. Tout ceci se met en place progressivement chez les grands avionneurs et requiert de la part des différents équipementiers de mettre au point des solutions qui ne sont pas simplement des fonctions ponctuelles, mais de véritables solutions globales, de l'alterno-générateur au stockage d'énergie en passant par les armoires de gestion d'énergie. Mais les puissances en jeu deviennent de plus en plus colossales et, sur les derniers modèles, l'ordre de grandeur atteint le Megawatt !La récupération d'énergie en questionEn transport ferroviaire, ces puissances s'avèrent plus courantes mais leur gestion fine (du type récupération d'énergie ou fonctionnement ponctuel sans caténaire) peut poser quelques problèmes. Par exemple, des locomotrices diesels peuvent être hybridées pour diminuer la pollution sonore et chimique d'une gare de triage ou servir des tronçons privés dont l'électrification ne serait pas rentable. Le tramway T3 qui s'installe progressivement sur les maréchaux à Paris s'accompagne, par exemple, d'un embrouillamini de câbles dont l'esthétique ne plaît pas à tous et qui peut poser des soucis de sécurité en cas de convois spéciaux ou de déploiement d'urgence d'une échelle de pompiers. Une rame spéciale en cours de validation opérationnelle assurera un fonctionnement sans caténaire entre certaines stations grâce à un stockage d'énergie sur le toit. Ce système repose sur des super-condensateurs de la société Batscap, filiale du groupe Bolloré, basée près de Quimper (nous y reviendrons). Il ne resterait alors plus qu'à rendre possible la recharge complète pendant le court laps de temps d'arrêt à une station et à vérifier qu'un tel fonctionnement soit compatible avec la durée de vie du matériel…Decielec, l'Électronique de puissance à l'heure TarbaiseAvec 114 sociétés ou services représentés par 140 personnes dont six sociétés étrangères pour la partie donneurs d'ordres et 101 sociétés représentées par 173 personnes dont sept sociétés étrangères (sans compter celles représentées par un bureau français) pour la partie fournisseurs, la convention d'affaires Decielec, qui se tient tous les deux ans et fêtait sa dixième édition fin avril 2009, a su faire face à la crise avec une légère progression par rapport à l'édition 2007. Dans les allées, beaucoup de discussions studieuses, témoignant de l'intérêt d'un tel déplacement, mais aussi de la mobilisation autour de projets concernant l'embarqué et l'électronique de puissance. La partie conférence installée dans un amphithéâtre de la chambre de Commerce et de l'Industrie de Tarbes - co-organisateur avec le comité départemental de Développement Economique de Tarbes, Adhesion Group et de nombreux partenaires industriels et institutionnels - était ouverte aux participants de la convention d'affaires renforcés par 74 participants supplémentaires qui s'étaient inscrits à la seule conférence.

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