Photo : Sandrine Quarroz – Institut FEMTO-ST
L’ Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) est la plus grande société savante au monde dans les domaines du génie électrique, du génie informatique et des télécommunications.
Forte de 420 000 membres, elle fédère près de 40 sociétés techniques dont Industrial Electronics (IES), qui vient de décerner le prix IEEE J.D. Irwin Early Career Award à Fei Gao, professeur en génie électrique à l’UTBM et directeur adjoint de l’Institut FEMTO-ST. « Une belle surprise » et une « reconnaissance internationale importante pour l’avenir », selon les mots du chercheur. C’est aussi une nouvelle distinction pour l’équipe SHARPAC dirigée par Daniel Hissel, et une démonstration supplémentaire du caractère incontournable de l’hydrogène dans le paysage énergétique de demain.
Deux contributions majeures de Fei Gao à l’avancée de la science ont motivé l’attribution du prix : la première concerne la conception, pour les véhicules légers, d’une chaîne de traction à pile à combustible (PAC) tolérant aux pannes.
« Dans une chaîne de traction PAC, les composants sont différents de ceux d’une chaîne mécanique ; ils sont aussi beaucoup plus nombreux, ce qui rend très sensibles les questions de fiabilité. » Fei Gao a mis au point une nouvelle topologie avec une redondance des sources d’énergie et des convertisseurs sur l’ensemble de la chaîne, pour garantir l’alimentation du véhicule en cas de défaillance d’un composant, sans augmentation significative de coût. Ces résultats sont le fruit de travaux menés en collaboration avec l’entreprise franco-suisse AAQIUS depuis plusieurs années, pour laquelle «STOR-H», premier écosystème européen de véhicules légers à pile à combustible, fait aujourd’hui l’objet de déploiements commerciaux en France, au Maroc, en Chine et aux Émirats arabes unis.
La seconde contribution porte sur le développement d’un modèle de simulation en temps réel pour évaluer l’électronique de puissance aujourd’hui utilisée dans les chaînes de traction, une technologie qui concerne l’ensemble des composants en jeu. « La vérification de la fiabilité d’une conception nécessite de passer par la simulation en temps réel, qui met à l’épreuve un modèle et sa réalité physique. Plus le modèle est précis et rapide, plus l’évaluation est exacte. » Avec une résolution de comportement de 5 nanosecondes, le modèle mis au point par Fei Gao et ses doctorants / post-doctorants est un record mondial reconnu par les industriels du domaine, et c’est pour le chercheur une grande satisfaction.
L’équipe belfortaine est l’une des trois seules équipes académiques au monde à travailler sur les modèles de simulation en temps réel ultrarapide destinés aux applications de l’électronique de puissance, les deux autres étant allemande et canadienne. « Notre modèle peut être adapté à la conception des chaînes de traction de tout type de moteur et de véhicule, du TGV à l’avion en passant par l’automobile. Il intéresse les entreprises avec lesquelles nous collaborons, qui devraient à l’avenir assurer son exploitation commerciale. » Si la chaîne de traction à pile à combustible est au centre des recherches de Fei Gao depuis sa thèse, soutenue en 2010, la technologie de la simulation en temps réel est un champ qu’il explore depuis 5 ans. À 36 ans, le jeune professeur loue la liberté de recherche et le soutien dont il bénéficie à l’UTBM et à l’Institut FEMTO-ST. « J’effectue très régulièrement des séjours à l’étranger, c’est important de travailler en lien avec des chercheurs d’autres horizons. Mais nulle part je ne vois de contexte aussi porteur que celui dans lequel je travaille au quotidien. »
