Frédéric MALIGNE

Présentation d’une nanostructure de cuivre déposée sur un circuit imprimé (PCB). Elle est mise en regard d’un module conventionnel utilisant des technologies d’interconnexion classiques (brasures, câblages filaires en aluminium).

Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension. Zoom sur le réacteur placé à l’intérieur des bobines de Helmholtz et visualisation d’un contact rotatif entre deux rails. L'objectif de cette expérience est de caractériser le déplacement d'un arc de coupure sous l'influence de multiples paramètres, tel qu'un champ magnétique extérieur ou une géométrie particulière.

Diodes électroluminescentes organiques (Oled) émettant dans le bleu. L'objectif est la fabrication et la caractérisation d'Oleds à base de matériaux biosourcés afin de diminuer leur impact environnemental. Ici, des OLEDs fabriquées au LAPLACE utilisant le bêta-carotène (40% de la masse organique du composant).

Positionnement d'un composant sur l'unité de chargement du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21. Ce système permet d'assembler ou retirer des composants électroniques présentant des broches sur leur surface inférieure (flip chip).

Réglage des paramètres d'une machine de dépôt de parylène, un polymère aux propriétés exceptionnelles. Elle permet de faire un dépôt chimique en phase vapeur (CVD - Chemical Vapor Deposition) d'un film de parylène de plusieurs microns. Ce dépôt est un isolant électrique et présente des propriétés "barrière" ( à l’oxygène, à l’humidité…).

Positionnement d'une puce électronique sur une buse d'aspiration du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21. Ce système permet d'assembler ou retirer des composants électroniques présentant des broches sur leur surface inférieure (flip chip).

Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension. A droite, amorçage du système masse ressort, pour l'ouverture du contact mobile situé au bout de la barre métallique. A gauche, la bobine en configuration de Helmholtz, à l'intérieur de laquelle est situé un réacteur (non visible ici) dans lequel est généré l'arc électrique. L'objectif de cette expérience est de caractériser le déplacement d'un arc de coupure sous l'influence de multiples paramètres, tel…

Batteries d'alimentations régulées utilisées pour effectuer un stress électrique sur des diodes électroluminescentes organiques (Oled). L'objectif est de prédire la durée de vie d'un produit technologique à partir d'un seul modèle généraliste. Cette étude constitue un tronc commun à deux objectifs. En 1er, l’étude du vieillissement des Oled, afin de comprendre en particulier les mécanismes physiques associés et, soit augmenter l’efficacité énergétique, soit augmenter leur durée de vie. En 2nd…

Câblage filaire entre un composant et le substrat sur lequel il est assemblé. Les fils d’aluminium ayant un diamètre de 125 ou 250 µm, l’opération doit se fait sous une loupe binoculaire.

Décharge à barrière diélectrique (DBD) à électrode flottante (entre l'électrode haute tension et le doigt). L'objectif est de produire un plasma pour des applications telles que la décontamination.

Réglage des paramètres d'assemblage d'un composant positionné sur l'unité de chargement du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21. Ce système permet d'assembler ou retirer des composants électroniques présentant des broches sur leur surface inférieure (flip chip).

Remplissage d'un réacteur avec de l'eau (au 2nd plan) et ajustement des électrodes (au 1er plan). L'objectif de cette expérience est de caractériser le comportement et les propriétés d'un plasma, généré par un arc électrique dans de l'eau, afin d’étudier les mécanismes de transfert d’énergie. Il existe de nombreuses applications aux décharges électriques dans l’eau, telles que l’électro-hydroformage. Cela consiste à utiliser l’onde mécanique générée par l’arc pour déformer des objets en les…

Traitement plasma de la surface d'un échantillon avant un dépôt chimique en phase vapeur (CVD - Chemical Vapor Deposition). Un film de parylène de plusieurs microns sera ensuite déposé pour isoler la surface de l’échantillon et la protéger contre l'oxydation et l'humidité.

Dépôt de nanopoteaux de cuivre sur un circuit imprimé en vue d'une interconnexion avec un composant. L'objectif est de remplacer les techniques d'assemblage classiques qui limitent l'intégration 3D. Ce type de technologie permettrait d'obtenir une interconnexion électrothermique performante et fiable vis-à-vis des solutions actuelles.

Réglage du faisceau lumineux émis par un laser à colorant accordable en longueur d'onde. Mesure, dans un plasma, des densités d'espèces atomiques par fluorescence induite par laser. Cela permet une cartographie spatiale des espèces produites par le plasma.

Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension. Zoom sur des résistances de puissance qui régulent le courant de charge du banc capacitif, ainsi que sur le pont de diode qui permet de charger le banc en courant continu. Il s’agit d’éléments constitutifs de l’alimentation servant à générer l’arc dans le réacteur.

Prélèvement d'échantillons de microalgues (spiruline "Arthrospira platensis") cultivées de façon intensive en bioréacteur. L'objectif est d'étudier l'impact de la quantité et de la qualité de la lumière sur la composition biochimique et la production de biomasse. Ces microalgues sont souvent utilisées comme complément alimentaire et à ce titre, ce type de culture contribue à l’objectif de développement durable n°2 "Éliminer la faim, assurer la sécurité alimentaire, améliorer la nutrition et…

Détail des fils de câblage (bonding) d'aluminium de 250 µm de diamètre. L'objectif ici est de réaliser l'interconnexion électrique entre un fusible et une cellule de test.

Faisceau lumineux émis par un Laser Nd:YAG (grenat d'yttrium-aluminium dopé au néodyme). L'objectif est de mesurer, dans un plasma, des densités d'espèces atomiques par florescence induite par laser.

Puce électronique maintenue par aspiration sur l'unité de chargement du système d'assemblage ZEVAC ONYX 21. Ce système permet de positionner de façon précise des composants électroniques présentant des broches sur leur surface inférieure (flip chip).

Verrouillage d'un réacteur rempli d'eau dans lequel sera généré un arc électrique. L'objectif de cette expérience est de caractériser le comportement et les propriétés d'un plasma, généré par un arc électrique dans de l'eau, afin d’étudier les mécanismes de transfert d’énergie. Il existe de nombreuses applications aux décharges électriques dans l’eau, telles que l’électro-hydroformage. Cela consiste à utiliser l’onde mécanique générée par l’arc pour déformer des objets en les propulsant sur…

Substrat de type DBC (Direct Bonded Copper) constitué de couches de cuivre / céramique / cuivre. Le cuivre du DBC a été gravé et un film de parylène transparent, d’une épaisseur de quelque microns, a été déposé par CVD (Chemical Vapor Deposition).

Nanostructure déposée sur un circuit imprimé (PCB) et un échantillon identique préparé en vue d’une caractérisation par microscopie électronique à balayage (MEB). Cette analyse permet de contrôler la conformité géométrique et dimensionnelle de la structure obtenue avec le prototype virtuel.

Réglage des paramètres opératoires pour effectuer une décontamination de surfaces thermosensibles. L'objectif de cette expérimentation est le développement d'un système de décontamination à froid par plasma post-décharge, pour des applications biomédicales et environnementales

Filtrage d'une récolte de microalgues de type spiruline cultivées de façon intensive en bioréacteur. L'objectif est d'étudier l'impact de la quantité et de la qualité de la lumière sur la composition biochimique et la production de biomasse. Ces microalgues sont souvent utilisées comme complément alimentaire et à ce titre, ce type de culture contribue à l’objectif de développement durable n°2 "Éliminer la faim, assurer la sécurité alimentaire, améliorer la nutrition et promouvoir une…

Dispositif d'étude d'un arc électrique dans un système de coupure de courant basse tension. Zoom sur le banc de capacités. Les capacités stockent l’énergie qui va être libérée dans le réacteur et le plasma de manière impulsionnelle (t <10ms). Il s’agit d’élément constitutifs de l’alimentation servant à générer un arc électrique dans le réacteur. L'objectif de cette expérience est de caractériser le déplacement d'un arc de coupure sous l'influence de multiples paramètres, tel qu'un champ…

Circuit d'une alimentation d'ordinateur PC recyclée, destinée à charger une batterie automobile (plomb-acide) de récupération, à partir de panneaux solaires. L'objectif est de permettre la création locale et frugale de systèmes d’électrification rurale à base de sources primaires renouvelables. Cet usage répond aux enjeux de l'innovation frugale pour diminuer l'empreinte écologique, mais est aussi peu coûteux pour permettre l'accès à des populations défavorisées et servir ainsi de vecteur de…

Design optimisé d'une machine électrique dédiée à la motorisation d’un véhicule électrique. Le rotor de cette machine (à droite) est uniquement composé d'acier, ce qui la rend plus robuste que les autres typologies de machine. L'optimisation de forme menée sur ce rotor a permis de grandement réduire les vibrations parasites engendrées par la rotation.

Prototype de transformateur intercellules à 6 phases. La géométrie "monolithique rectangulaire" permet de mutualiser les flux des différentes bobines. En particulier, en utilisant la permutation de phases brevetée par l'équipe CS du laboratoire Laplace, le flux principal de chaque bobine devient le flux de retour de ses deux voisines, ce qui permet de réduire quasiment d'un facteur 2 la quantité de matériau magnétique utilisé. Indirectement cela permet aussi de réduire la longueur des…

Paramétrage de la commande d'un banc de caractérisation électrique de composants à grand gap (WBG), en régime extrême de fonctionnement et circuit intégré de commande rapprochée (gate-driver) associé. L'objectif est d'étudier la robustesse en court-circuit de composants de puissance au carbure de silicium SiC (1200 V – 1700 V / 90 A) et au nitrure de gallium GaN (650 V / 50 A).

Mise en service d'un démonstrateur de propulsion navale propre (clean ship, clean sea) et innovante, à commande évoluée, constitué d’une Machine asynchrone à double alimentation (MADA) de 30 kW avec rapport de puissance stator/rotor unitaire et d’une "hélice virtuelle". L'objectif est de développer un double contrôle vectoriel garantissant la fiabilité opérationnelle et le rendement énergétique le meilleur possible de ce propulseur naval.

Bus bars de puissance d'un banc d'interconnexion batteries. Il permet une liaison très basse tension entre les batteries en test dans l’enceinte climatique et les équipements de charge et de décharge électrique de celle-ci.

Réglage des paramètres de la charge d'un démonstrateur de propulsion navale innovante à commande évoluée. Il s’agit d’une Machine asynchrone à double alimentation (MADA) de 30 kW, à rotor bobiné, de haute tension, refroidie par eau, qui entraîne une charge type "hélice de bateau". Elle est alimentée par deux onduleurs identiques, au stator et au rotor. La commande évoluée de ce propulseur doit garantir les performances statiques et dynamiques en accord avec les spécifications navales.

Propulseur plasma utilisé sur de petits satellites. Il est composé de quatre bobines générant un champ magnétique de forme particulière à l’intérieur du propulseur. Le design de ce propulseur a été optimisé, permettant ainsi de réduire sa masse de 75% et d'allonger sa durée de vie à 15 ans (contre 10 ans initialement).

Analyse sur un oscilloscope des résultats et des formes d'ondes de la carte test "plug and play" connectée à un banc de caractérisation électrique. Ce banc permet de caractériser électriquement des composants à grand gap (WBG), en régime extrême de fonctionnement et circuit intégré de commande rapprochée (gate-driver) associé. L'objectif est d'étudier la robustesse en court-circuit de composants de puissance au carbure de silicium SiC (1200 V – 1700 V / 90 A) et au nitrure de gallium GaN (650…

Mise en place d'une sonde de tension différentielle, lors d'une intervention hors tension sur un convertisseur de forte puissance utilisé pour des applications ferroviaires.

Alimentation d'une cavité conique pour visualiser l'énergie électromagnétique dans cette cavité par échauffement. L’injection de puissance microonde par le câble coaxial bleu conduit à un échauffement de la paroi en cuivre de la cavité conique, dont la répartition spatiale, captée par caméra infrarouge, renseigne sur la configuration interne des ondes. Selon un travail publié par la NASA en 2016, une telle cavité ainsi alimentée devrait être le siège d’une force infime, qui contredirait les…

Mise au point d’une loi de commande par allocation pour un convertisseur modulaire multiniveaux (MMC : Modular Multilevel Converter) et vérification des formes d'ondes électriques. La montée en puissance des convertisseurs induit un plus grand nombre de cellules organisées en série et/ou en parallèle, d’où une augmentation du nombre d’interrupteurs ce qui ouvre la voie à l’optimisation.

Caractérisation des performances d’une machine électrique. Les grandeurs observées permettant de juger la qualité de la machine sont : son couple, sa vitesse, sa tension et son courant d’alimentation, ainsi que son rendement.