CONVERTISSEURS MULTINIVEAUX T. MEYNARD, H. FOCH, G. GATEAU, E. LEFEUVRE 01/01/2007

NOTRE DOMAINE: LA CONVERSION STATIQUE D’ENERGIE ELECTRIQUE OBJECTIFS - Réguler (ex: tension variable=>tension régulée) - Adapter (ex: 48V=> 12V) - Transformer (ex: DC=> AC)

CONVERSION PAR DECOUPAGE Tension d’entrée V t Tension découpée V t Tension découpée et filtrée V t Découpage Filtrage Inductances Condensateurs Semiconducteurs

PRINCIPE DE L’INNOVATION Circuit de conversion classique (2-niveaux) L’innovation: Circuit de conversion 3-niveaux + + Réduction de l’énergie stockée et donc du volume du convertisseur Energie stockée

Un principe généralisable à n niveaux + + => Réduction de l’énergie stockée proportionelle au carré du nombre de niveaux

Un principe applicable à tous les types de conversion HACHEURS (DC/DC) ONDULEURS (DC/AC) V I COMMUTATEURS (AC/DC) CYCLOCONVERTISSEURS (AC/AC)

Le point de départ de l’innovation... Un bon repas en Juillet 89,… mais ce n’est qu’un an plus tard que je réalise la nouveauté du principe!

BRAS D’ONDULEUR 3-CELLULES sous 1800Vdc

ONDULEUR 8-NIVEAUX IGBT 1200V/400A (Vdc)max 4000V

FILTRE ACTIF SUR RESEAU 6.6kV Partie passive Partie active

HACHEUR MULTICELLULAIRE POUR LOCOMOTIVE 3kV - 6MW Locomotive utilisant 4 hacheurs multicellulaires Module à GTO du hacheur d’entrée 1.5MW

ONDULEURS MULTICELLULAIRES Onduleur triphasé (4.5MW - 4.7kVdc - 3.3kVac) Cellule élémentaire (IGBT 3.3kV)

Onduleurs pour le marché américain Variateur de vitesse pour moteurs standardsde 4 kVeff Mise en série de trois cellules à IGBT 4500V Rendement redresseur-onduleur>98% Distorsion Harmonique Totale <3% Puissance de 280kW à 2.2MW Tension de bus environ 6kV Refroidissement à air

Développements Techniques Idée et dépôt de brevet 1991 Développement (en interne) 1992 Collaboration LEEI-Alcatel Alsthom Recherche Thèse Philippe Carrere et contrats 1993 Développements Techniques Collaboration LEEI-EDF Thèse Serge Loudot et contrats 1994 1995 Variateur VDM6000 Cegelec Massy (Jacques Courault) 1996 Locomotives T13 Convertisseur 3kV ACEC Charleroi (Philippe Thomas) 1997 Variateur symphony Alsthom Power Conversion Berlin (Roland Jakob) 1998 Applications navales.

Valorisation et Négociations Dossier de valorisation et dépôt de brevet Simple et rapide, « en direct » avec le CNRS  1991 1992 Négociations de 2 options sur licence exclusives de 3 ans+1 + divers contrats de collaboration 5 brevets co-déposé avec le partenaire industriel Support de FIST Bonne volonté de tous, Négociations assez faciles 1993 1994 Valorisation et Négociations 1995 Alstom demande une licence exclusive… car les produits sortent!! Négociation beaucoup + ’’crispée’’! FIST défend nos intérêts 1996 Signature d’une licence exclusive plaçant ce dossier dans les 10 meilleurs dossiers de valorisation du CNRS 1997 Paiement d’un cash initial, champagne et petits fours… Tout le monde est content! 1998 1999 Pression, mauvaise foi, menaces, supplications. Tous les moyens sont bons! Fort soutien de Fist pour cette re-négociation forcée. Epilogue : depuis, quand septembre arrive, il faut éplucher l’état des ventes (les « surprises » ne sont pas rares…) et s’assurer du paiement… … mais en Mars la récompense est là!... Après 1 an d’exploitation: patatras! Alstom demande de renégocier.

Au final, la valorisation c’est le parcours du combattant, mais quand on y a gouté on en redemande…. 3D-PHI 2 brevets déposés en 2005 et 2006, Premières évaluations industrielles en cours 2005 2006 2007 ???? Passage à la limite?... Licence exclusive Schneider Electric pour l’éclairage public Signée le 31/12/2001 Cessions de quote part de 2 brevets CIRTEM/CNRS 1999 2000 2001 AC/AC Licence exclusive ABB N° L06060 Signée le 17/07/06 2000 2001 2006 2002 2003 2004 Xniv Grand Nombre

Enfin, n’oublions pas que les bienfaits de la valorisation ne se limitent pas à la vie professionelle… Alors, … au boulot!

CONVERTISSEURS MULTINIVEAUX T. MEYNARD, H. FOCH, G. GATEAU, E. LEFEUVRE 01/01/2007

Xcell SMC GraDéc http://hydre.auteuil.cnrs-dir.fr/dae/faitsetchiffres2003/04_brevets.html http://hydre-auteuil.cnrs.fr/dae/faitsetchiffres2003/07_redevances.html