GT Convertisseurs Electronique de Puissance Plus Soutenables (CEPPS)

Groupe de Travail pour questionner et promouvoir l’émergence
de Convertisseurs Electroniques de Puissance Plus Soutenables.

Membres actifs du GT

  • Ci-dessous la liste des participants au GT CEPPS qui ont rempli la fiche de participation disponible en téléchargement sous le tableau.
ALLARDBrunoAmpère
BEN AHMEDHamidSATIE (Rennes)
CHATROUXDanielCEA Liten
CIZERONAntoineGEEPs – SATIE
CREBIER (Co-animateur)Jean-ChristopheG2Elab
DELHOMMAISMylèneCEA-Liten
DELPOUXRomainAmpère
DUPONT (Co-animateur)LaurentSATIE
FAYOLLE-LECOCQMurielleCEA-Leti
GRENNERATVincentIMEP
HELBLINGHugoAmpère
JEANNINPierre-OlivierG2Elab
LAUDEBATLionelLaplace
MENEGAZZIPascalValeo
PHULPINTanguyGEEPS
SALOMEZFlorentinG2ELab
SOUPREMANIENUlrichCEA-Liten
VIDALPaul-EtienneLGP (Tarbes)
VILLALuizLAAS-CNRS
VINEGuillaumeLGP (Tarbes)
VOLDOIREAdrienGEEPS
Liste des membres actifs du GT CEPPS (en date du 09/11/2022)

Le GT CEPPS est désormais structuré en axes de travail. Retrouvez ci-dessous la liste des axes et les animateurs d’axe.
Outils et méthodes : Mylène Delhommais, Adrien Voldoire et Hamid Ben-Ahmed
Circularité : Guillaume Vine et Ulrich Soupremanien
Indicateurs : Hugo Helbling et Florentin Salomez
Filières et communautés : Hugo Helbling et Antoine Cizeron
Matériaux : Daniel Chatroux et Morgan Almanza

Ci-dessous la fiche template de participant au GT CEPPS à compléter et à renvoyer aux animateurs du GT.

Interlocuteur du comité de pilotage

  • Non défini

Actions / Actualités

  • Prochaine réunion du GT le jeudi 26 Janvier 2022 de 10h à 16h en présentiel à Lyon au Laboratoire Ampère. Réunion au complet. Ordre du jour ci-dessous :

-Synthèse par axe (20min par axe) : 2h environ
-Perspectives par axe (10min par axe) : 1h environ
-Perspectives du GT sur l’année 2023 : 1h environ
-Présentation étude biblio réalisée par TKM (présentation de l’outil IPmetrix) : 1h environ questions comprises et discussion autour du bilan de la recherche biblio.

Historique des réunions du GT

  • Réunion du GT le Lundi 19 Décembre 2022 de 14h à 16h en visio conférence. Ordre du jour ci-dessous
    • Informations générales
    • Etat d’avancement actions sur support financé à travers le PI SEEDS 
    • Consolidation et avancement des groupes d’axes
    • Conclusion
  • Réunion du GT le Mardi 15 Novembre 2022 de 14h à 16h en visio conférence.
    • Informations générales
    • Validation des groupes de travail
    • Organisation et prochaines étapes
    • Création et validation du fichier de mots clés pour la recherche bibliographique.
    • Validation des axes de réflexion
  • Réunion du GT le Mardi 11 Octobre 2022 de 14H à 16h en visio conférence.
    • Informations générales
    • Constitution du GT CEPPS : liste des membres actifs déclarés, compétences, représentativité des communautés / Compléments d’information.
    • Définition du périmètre scientifique et technique du GT CEPPS (Volet structuration en axes). Définition des actions à mener dans le cadre du GT (Volet Ambition). Implication des participants (Volet Moyens).
    • Conclusions / Date et agenda de la prochaine réunion
  • Le 28 Juin 2022 s’est tenu le 1er Webinaire du GT de 14h à 16h.
    • Introduction du GT. Ci-dessous, fiche de participant à compléter et à renvoyer par mail
    • Interventions de MM. G. Feltgen et J. Melot, société EATON (Montbonnot, France). Présentations disponibles en téléchargement ci-dessous. Titres des présentations :
      • Eaton Ecodesign Standardization Map
      • Etat des lieux de la circularité d’une Alimentation Sans Interruption (ASI) monophasée chez EATON
    • Analyse de l’état de l’art : l’analyse LCI réalisée par Chalmers University (documents à télécharger ci-dessous pour préparer la réunion)
    • Remarques finales et prochaines actions.
    • Liens utiles vers les documents de Chalmers University :

Contour scientifique du GT

L’ensemble des scénarios étudiés pour accompagner la transition énergétique (IEA, ADEME, RTE) s’accorde sur l’accroissement de l’usage de l’énergie électricité [1,2,3,4].
Cette mutation repose sur la capacité d’offrir une gestion sure et efficace de ce vecteur énergétique notamment avec le support technologique des convertisseurs électroniques de puissance. Aujourd’hui, les convertisseurs statiques s’appuient sur des technologies de pointes et des matériaux critiques, à l’instar du module de puissance représenté sur la gauche[A1]

Face aux besoins d’une nécessaire transition énergétique au service de tous, il existe notamment le corollaire des contraintes sur les ressources pour concevoir ces briques technologiques à durée de vie finie comme l’illustre la figure placée ci-contre [5,6,7,8].
Il faut donc s’appuyer sur l’imbrication de l’éco-conception, l’éco-optimisation et l’analyse sur cycle de vie dans un environnement en transition pour infléchir, et à terme, repenser l’intégration de l’électronique de puissance. [9,10].

Egalement, une reconstruction de la chaîne de valeur, adossée à une économie circulaire de la fonctionnalité [11,12], permettrait de promouvoir le réemploi et ainsi de réduire l’empreinte environnementale comme illustré avec les différents scénarios de circularité définis dans le graphique ci-joint[A2]. Cette révision sous-entend des composants et sous-systèmes génériques comme briques fonctionnelles adaptatives pour prolonger l’usage. 

A l’autre bout du cycle de vie du produit, la gestion de la fin de vie des convertisseurs électroniques de puissance est un enjeu majeur permettant d’atteindre l’équité sociale avec une modération nécessaire en termes de contraintes sur les matières, les énergies, la biosphère [13,14].
L’ensemble du secteur, depuis le milieu de la recherche jusqu’à l’industrie de nouvelle génération, devra réviser le modèle d’une intégration de puissance qui a atteint en quelques décennies des niveaux de rendement déjà exceptionnel. A ce titre, des espaces communs de réflexion pourront être envisagés avec les membres des GT PCB , GT Driver et GT FiabSurf.

Note de bas de page :
[A1] Module électronique de puissance IGBT-Diode Si 1200V-100A (Infineon – EconoPACKTM  FS100R12PT4)
[A2] Projet ANR PRCE VIVAE (laboratoires G-SCOP/I2M/G2Elab et partenaires industriels EATON/OSCARO-POWER)

Objectifs (court, moyen et long terme)

  • Proposer un lieu d’échange et de partage sur un sujet qui impose d’appréhender la pluridisciplinarité dans un espace qui devra offrir une passerelle entre les domaines académiques et industriels.
  • Conduire une revue bibliographique pour dégager l’état de l’art des pratiques et des ressources matérielles, méthodologiques et humaines dans le domaine spécifique de l’éco-conception et de l’analyse du cycle de vie au service d’une électronique de puissance plus soutenable. 
  • Accompagner la communauté à la prise en main des outils et méthodes mis en jeu dans les processus d’écoconception et le design for X (DfX), Design for Circularity, Remanufacturing… à travers divers supports pédagogiques.
  • Sensibiliser la communauté électronique de puissance aux enjeux de notre discipline face aux défis sociétaux et environnementaux. Produire des supports pédagogiques et des cas d’études dans le but de promouvoir cette réflexion dans le domaine de la formation et auprès des acteurs économiques afin de convaincre de la nécessaire prise en compte des aspects environnementaux, recyclage, réutilisation, etc. …
  • Construire le schéma des enjeux scientifiques auxquels nous devons nous attaquer pour proposer de nouveaux indicateurs et de nouveaux critères pour guider vers des choix technologiques résilients aux changements.
  • Développer une feuille de route nationale et un espace de compétences pour accompagner les décideurs et les acteurs dans leurs choix et peser à l’échelle internationale pour définir un nouveau paradigme.

Mode d’action envisagé 

Afin d’animer ce GT et de rassembler les personnes travaillant sur ces thématiques, plusieurs actions seront envisagées dont :

  • Organisation de séminaires de réflexions avec l’intervention de confrères appartenant à d’autres champs disciplinaires et des acteurs industriels pour ouvrir le débat à l’ensemble des enjeux couverts par la problématique.
  • Proposition de tutoriaux en sessions spéciales dans des conférences et mises à disposition de supports permettant l’intégrer plus facilement ces concepts dans les projets de R&D et les cursus de formation.
  • Participation ou organisation d’écoles d’été pour diffuser les avancées du groupe de travail vers les autres domaines de recherches du génie électrique.
  • Travaux de veille et de définition d’une feuille de route à destination de la communauté.

Références bibliographiques :

[1] IPCC, 2021: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S. L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M. I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T. K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press. In Press.
[2] International Energy Agency (2021), World Energy Outlook 2021, IEA, Paris
https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2021
[3] ADEME, « Transition(s) 2050, Choisir maintenant, Agir pour le climat », Rapport, 2020.
[4] Rte, « Futurs énergétiques 2050 Principaux résultats », Rapport exécutif, 2021.
[5] Assemblée Nationale, « Gestion durable des matières premières minérales au nom de la commission du développement durable et de l’aménagement du territoire », Rapport d’information N° 3880, présenté par M. C. BOUILLON ET M. M. HAVARD, Députés, 2011.
[6] UNEP, “Environmental Risks and Challenges of Anthropogenic Metals Flows and Cycles”, A Report of the Working Group on the Global Metal Flows to the International Resource Panel, E. van der Voet, R. Salminen, M. Eckelman, G. Mudd, T. Norgate, R. Hischier, 2013.
[7] UNEP, “Green Energy Choices: The benefits, risks and trade-offs of low-carbon technologies for electricity production. Report of the International Resource Panel. E. G. Hertwich, J. Aloisi de Larderel, A. Arvesen, P. Bayer, J. Bergesen, E. Bouman, T. Gibon, G. Heath, C. Peña, P. Purohit, A. Ramirez, S. Suh, (eds.), 2016.
[8] Antoine Teixeira, Julien Lefevre, Aurélien Saussay, Fanny Vicard. “Construction de matrices de flux de matières pour une prospective intégrée énergie-matières-économie”, Rapport de recherche, ADEME, 2020. ⟨hal-03128599⟩
[10] SIA, Livre Blanc – « Compétences rares et d’avenir pour l’industrie automobile », Édition SIA, 24/01/2022, Nombre de pages 27, Code DC-09-01
[11] EDP Sciences et S. Hosotte, « Livre Blanc de la Recherche en Mécanique », EDP Sciences, 2015. .
[12] L. Persson et al., « Outside the Safe Operating Space of the Planetary Boundary for Novel Entities », Environ. Sci. Technol., vol. 56, no 3, p. 1510‑1521, févr. 2022.
[13] G. Turner, « A Comparison of the Limits to Growth with thirty years of reality », CSIRO, p. 52, 2008.
[14] Ekins, P., Domenech, T., Drummond, P., Bleischwitz, R., Hughes, N. and Lotti, L. (2019), “The Circular Economy: What, Why, How and Where”, Background paper for an OECD/EC Workshop on 5 July 2019.
[15] C. Alexandre, A. Gérard, M. Goedkoop, T. C. Ponsioen. « Indicateurs d’impact environnementaux en ACV : état de l’art, retour d’expériences et recommandations », Rapport Technique, 2013-04, SCORE LCA. 2014, pp.135. hal-02908243.

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