Afin de garder un temps d’avance, NOVATEM investit continuellement dans son pôle recherche autour de trois grands axes :
– Intégration mécatronique à haute performance,
– Fiabilité & Disponibilité des convertisseurs électromagnétiques,
– Machines électromagnétiques à haute fréquence.
Le pôle recherche effectue également des études et expertises scientifiques sur demande.
Intégration mécatronique à haute performance - IMP
La généralisation de l’électricité en tant que source d’énergie primaire dans les systèmes embarqués à haute performance soulève de nombreuses questions scientifiques et verrous technologiques associés.
Ces questions touchent notamment à la miniaturisation des systèmes électroactifs (prothèses médicales…), à la nécessité d’intégrer dans un volume réduit différentes fonctions de générateurs, moteurs, actionneurs, capteurs et dispositifs de contrôle-commande associés (interface homme-machine optimisées), ou encore à l’intégration de plus en plus poussée de composants mécaniques et électromagnétiques au sein de dispositifs de transformation électromécanique de l’énergie à haut rendement et grande compacité (actionneurs de commande de vol pour l’avion « plus électrique »). Il s’agit en outre le plus souvent de satisfaire à des contraintes sévères en termes d’environnement, de fiabilité, de sécurité de fonctionnement tout en favorisant une équation économique propice à l’industrialisation future de ce ces produits innovants.
Fiabilité & Disponibilité des convertisseurs électromagnétiques - FCE
Comparé aux solutions classiquement employée dans le domaine de l’actionnement de puissance (actionneurs hydrauliques, pneumatiques, hybrides…), les technologies de l’électromécanique offrent des avantages très attractifs en termes de commandabilité, de facilité d’intégration, ou encore de maintenabilité. Toutefois, la pénétration de ces technologies est aujourd’hui freinée, voire stoppée, face à certains domaines d’application pour lequel la fiabilité (aptitude du dispositif à ne pas générer de défaut) ou sa disponibilité (aptitude du dispositif à remplir sa fonction, même en cas de défaut) sont réputés critiques (commandes de vol primaire pour l’aéronautique, entraînement de pompes d’assistance circulatoire pour la médecine…).
Mené en liaison étroite avec plusieurs prescripteurs et fournisseurs d’équipements concernés par ces domaines, l’objectif du présent projet consiste à repousser les limites d’utilisation des actionneurs et convertisseurs électromécaniques grâce à l’amélioration « par conception » de la fiabilité et/ou de la disponibilité du sous-ensemble électromécanique. Il s’agit d’en augmenter ses performances tout en garantissant la sûreté de son fonctionnement, en jouant conjointement sur le choix de son architecture et sa conception technologique.
Machines électromagnetiques à haute fréquence - MHF
La course aux performances dans le domaine des moteurs et générateurs électriques conduit à augmenter progressivement la fréquence de travail des convertisseurs électromécaniques. Ainsi, face aux besoins exprimés dans le monde aéronautique (hybridation thermique-électrique des turbomachines, générateurs électriques à faible encombrement…), les développements technologiques prévus dans la prochaine décennie passent par la recherche de machines électriques à haute vitesse (>50 000 tr.min-1) dont la densité de puissance devrait atteindre et dépasser 10 kW.Kg-1. Cette augmentation de vitesse et de fréquence se heurte aux limites de faisabilité communément admises, s’agissant notamment des problématiques associés à la tenue mécanique des ensembles tournants (vitesse périphériques supérieures à 200 m.s-1), de la maîtrise des pertes à haute fréquence au sein des circuits magnétiques des machines électriques, de l’optimisation des stratégies d’alimentation et de contrôle-commande au sein des modules de pilotage électronique à haute fréquence de découpage (>100 KHz), ou encore de la maîtrise des couplages électromagnétiques (CEM) s’exerçant au sein de l’ensemble machine-câble-convertisseur (à l’origine de surtensions ou de contraintes de dimensionnement encore mal appréhendées).