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Convertisseurs de puissance dans les énergies renouvelables (CPER):
Description scientifique du programme de recherche de l’équipe
L’électronique de puissance avancée permet d’optimiser les systèmes photovoltaïques en améliorant le rendement de conversion, la gestion intelligente de l’énergie grâce à des convertisseurs et des algorithmes de commande intelligents. Les convertisseurs de puissance dans les énergies renouvelables (CPER) sont des composants essentiels pour assurer une transition énergétique efficace et durable. Ils permettent de convertir l’énergie issue de sources renouvelables, comme le solaire photovoltaique, en électricité exploitable avec un rendement optimal. Une thématique clé porte sur l’optimisation des topologies des convertisseurs afin d’améliorer leur efficacité énergétique et leur compacité. On vise à réduire les pertes et à augmenter la fiabilité des systèmes. On cherche à assurer une gestion efficace des flux d’énergie, facilitant l’intégration massive des sources renouvelables et optimisant le stockage via des batteries ou des supercondensateurs. L’utilisation éventuelle de l’intelligence artificielle et des algorithmes d’apprentissage permet d’améliorer la commande des convertisseurs, d’optimiser le suivi du point de puissance maximale (MPPT) et de développer des stratégies de maintenance prédictive. L’hybridation offre des solutions fiables et autonomes pour répondre aux défis énergétiques du futur. Leur développement est donc une priorité pour une transition énergétique intelligente et performante. L’équipe « Convertisseurs de puissance dans les énergies renouvelables (CPER) » mène des travaux de recherche dédiés au développement de solutions d’électronique de puissance avancée pour optimiser la conversion et l’exploitation de l’énergie issue des sources renouvelables, en particulier le solaire photovoltaïque. Les convertisseurs de puissance constituent un maillon essentiel de la transition énergétique, car ils assurent l’adaptation, la conversion et le conditionnement de l’énergie afin de la rendre exploitable avec un rendement élevé, une qualité d’énergie conforme et une intégration fiable au sein des systèmes modernes.
Une thématique centrale concerne l’optimisation des topologies de convertisseurs (DC–DC, DC–AC, multi-niveaux, interleaved, isolés/non isolés) afin d’améliorer simultanément l’efficacité énergétique, la densité de puissance et la compacité. Les travaux visent la réduction des pertes de commutation et de conduction, l’amélioration de la gestion thermique, et l’augmentation de la fiabilité et de la durée de vie des composants, tout en répondant aux contraintes de coût et d’intégration. La recherche s’intéresse également à l’utilisation de composants à large bande interdite (SiC/GaN) lorsque cela est pertinent, pour accroître la fréquence de découpage, réduire la taille des éléments passifs et augmenter les performances globales. L’équipe travaille aussi sur la commande avancée et la gestion intelligente des flux d’énergie, afin de faciliter l’intégration massive des énergies renouvelables et d’améliorer l’interfaçage avec le stockage (batteries, supercondensateurs) dans des architectures autonomes ou hybrides. Les stratégies étudiées incluent le suivi du point de puissance maximale (MPPT) sous conditions climatiques variables, l’optimisation du partage de puissance entre source, stockage et charges, ainsi que le contrôle robuste face aux perturbations, au vieillissement et aux incertitudes de modèles. Dans une perspective “systèmes intelligents”, l’équipe intègre progressivement des approches Data Science/IA pour renforcer les performances d’exploitation : optimisation automatique des paramètres de commande, MPPT adaptatif basé données, détection d’anomalies, diagnostic et maintenance prédictive des convertisseurs et des sous-systèmes associés. L’objectif est de proposer des convertisseurs et chaînes de conversion plus autonomes, plus sûrs et plus fiables, capables d’anticiper les dérives de performance et de garantir une disponibilité élevée. Enfin, l’hybridation (PV + stockage, PV + autres sources, micro-réseaux) constitue un cadre applicatif majeur permettant de valider les solutions développées. Les recherches CPER contribuent ainsi à concevoir des systèmes énergétiques durables, performants et intelligents, répondant aux exigences futures en matière de rendement, de compacité, de robustesse et d’intégration dans les réseaux et systèmes autonomes.
Chef d’équipe : ZEGRAR Mansour
Membres de l’équipe :
Kaddour Brahim Sabrina
Djerroud Salima
Bouchiba bahari
Mouhadjer Hassan
ETTAHRI Zouheir