CADRE ET CONTEXTE

Le CEA-Leti est un institut de recherche de renommée mondiale dans lequel sont imaginées et développées les technologies de demain. Il est notamment fortement impliqué dans le développement des technologies dédiées à l’énergie. La conversion d’énergie électrique est un enjeu majeur actuellement au sein de nos sociétés, que ce soit pour réduire les pertes, permettre l’intégration d’un maximum d’énergie renouvelable issus de l’éolien ou du solaire ou avoir une mobilité plus propre (véhicules électriques, quelle qu’en soit la taille, individuels ou collectifs), dans l’industrie comme dans le résidentiel.

Le design de convertisseurs d’énergie optimisés (onduleurs pour moteur électrique, chargeurs de batterie, …) s’appuie de plus en plus sur des composants dit grand-gap, comme le SiC ou le GaN permettant de réduire d’un facteur 2 à 4 les pertes de conversions, la taille des systèmes ainsi que le coût par rapport au Silicium. La relative jeunesse de ces technologies (<10 ans) ne permet pas de prédire en finesse le vieillissement des composants et l’impact sur les défaillances précoces des systèmes.

OBJECTIF DE L’ÉTUDE

L’objectif de ce stage est de mettre en place un protocole de mesure et des modèles permettant d’évaluer les dérives des paramètres clés de composants grand-gap (SiC, GaN), permettant à terme le design de convertisseurs plus fiables visant à réduire leur empreinte écologique sur l’ensemble de leur cycle de vie. Le travail débutera avec des caractérisations électriques des composant vierges afin de déterminer les principaux paramètres électriques significatifs, accompagné d’une étude bibliographique visant à définir les protocoles de vieillissement accélérés (~1 mois). Puis ces protocoles seront mis en œuvre sur un échantillon représentatif de composants (SiC ou GaN), suivi par la caractérisation des paramètres électriques principaux (~2 mois). Enfin, des modèles de dérive selon différents stress seront définis afin d’être capable de prédire l’impact sur les défaillances précoces de systèmes de conversion d’énergie (~2 mois). Le stage se conclura par l’écriture du rapport et la préparation de la présentation finale (~1 mois).

Le ou la stagiaire aura idéalement une formation en physique des composants électroniques et/ou instrumentation/design de circuits, le goût pour le travail expérimental (caractérisation) et la modélisation. Des compétences en électronique de puissance peuvent éventuellement être un plus.