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1. Comparison between thermomagnetic and thermoelectric generators

Author: Almanza , Morgan, Pasko , Alexandre, Mazaleyrat , Frédéric, Lobue , Martino, Matériaux, Rayonnements, Structure (MRS), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), almanza, morgan, MRS - Matériaux, Rayonnements, Structure, Institut Néel ( NEEL ), Université Grenoble Alpes [Saint Martin d'Hères]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes [Saint Martin d'Hères]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Matériaux Magnétiques pour l'Energie ( SATIE-MME ), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique ( CSEE ), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR )
Subjects: [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, [PHYS.MECA.THER] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Thermics [physics.class-ph], [SPI.ELEC] Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, [ PHYS.MECA.THER ] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Thermics [physics.class-ph], [ SPI.MAT ] Engineering Sciences [physics]/Materials, [ SPI.ELEC ] Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, [PHYS.MECA.THER]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Thermics [physics.class-ph], [SPI.MAT] Engineering Sciences [physics]/Materials, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials
Abstract: International audience
Published: 2018

2. Analysis of the flicker level generated by the grid-connection of a fleet of electric vehicles

Author: Bernard Multon, Hamid Ben Ahmed, Roman Le Goff Latimier, Anne Blavette, Blavette, Anne, École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement ( SATIE SETE ), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique ( CSEE ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)
Subjects: Engineering, business.product_category, business.industry, 020209 energy, Flicker, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Electrical engineering, 02 engineering and technology, Grid, Connection (mathematics), Light intensity, [ SPI.NRJ ] Engineering Sciences [physics]/Electric power, Electric vehicle, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Grid connection, business, Electrical impedance, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power, Voltage
Abstract: International audience; —Optimised strategies regarding the coordinated grid connection of a fleet of electric vehicles often consider the simultaneous connection of a large number of these vehicles. This may induce voltage fluctuations of significant amplitude and provoke objectionable light intensity variations when applied to lighting equipment, which is defined as flicker. Hence, it is important to study under which conditions flicker may arise in order to define optimised grid connection strategies which prevent this phenomenon from occuring. However, although the grid impact of electric vehicle fleets is an active area of research, very few papers have considered the flicker level which the grid connection of electric vehicles may generate. Hence, this paper addresses the flicker level induced by the step-by-step grid connection of a fleet of electric vehicles connected to the distribution network. Flicker level will be studied under different conditions in terms of grid short-circuit level, grid impedance angle and power consumption profiles of the electric vehicle fleet.
Published: 2016
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3. Les Journées Normaliennes du Développement Durable, 5 ans d'expérience à l'ENS Rennes

Author: Multon, Bernard, Texier-Picard, Rozenn, Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR), AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement ( SATIE SETE ), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique ( CSEE ), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), Institut de Recherche Mathématique de Rennes ( IRMAR ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -AGROCAMPUS OUEST-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université de Rennes 2 ( UR2 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Multon, Bernard, Laboratoires d'excellence - Centre de Mathématiques Henri Lebesgue : fondements, interactions, applications et Formation - - LEBESGUE2011 - ANR-11-LABX-0020 - LABX - VALID, Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan), Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 1 (UR1), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)-AGROCAMPUS OUEST
Subjects: [SHS.EDU]Humanities and Social Sciences/Education, [SHS.EDU] Humanities and Social Sciences/Education, [ SHS.EDU ] Humanities and Social Sciences/Education, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2016

4. Classical eddy current losses in Soft Magnetic Composites

Author: O. de la Barriere, Carlo Appino, Martino Lobue, F. Fiorillo, Frederic Mazaleyrat, Carlo Stefano Ragusa, Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM), Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Alembert (IDA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Dipartimento di Ingegneria Elettrica (delet), Politecnico di Torino = Polytechnic of Turin (Polito), De La Barrière, Olivier, Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica ( INRIM ), Matériaux Magnétiques pour l'Energie ( SATIE-MME ), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique ( CSEE ), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), Institut d'Alembert ( IDA ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ), Dipartimento di Ingegneria Elettrica ( delet ), and Politecnico di Torino [Torino] ( Polito )
Subjects: Materials science, Flow (psychology), Homogeneous materials, General Physics and Astronomy, 02 engineering and technology, Granular material, 01 natural sciences, law.invention, law, Electrical resistivity and conductivity, 0103 physical sciences, Eddy current, Bulk resistivity, Composite material, Different binders, Eddy current-loss, Equivalent resistivity, Experimental validations, Soft magnetic composite (SMCs), Soft magnetic composites, 010302 applied physics, Material type, Component (thermodynamics), [SPI.ELEC] Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, 021001 nanoscience & nanotechnology, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, [ SPI.ELEC ] Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, Particle, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; This paper deals with the problem of loss evaluation in Soft Magnetic Composites (SMCs), focusing on the classical loss component. It is known that eddy currents can flow in these granular materials at two different scales, that of the single particle (microscopic eddy currents) and that of the specimen cross-section (macroscopic eddy currents), the latter ensuing from imperfect insulation between particles. It is often argued that this macroscopic loss component can be calculated considering an equivalent homogeneous material of same bulk resistivity. This assumption has not found so far clear and general experimental validation. In this paper, we discuss energy loss experiments in two different SMC materials, obtained using different binder types, and we verify that a classical macroscopic loss component, the sole size-dependent term, can be separately identified. It is also put in evidence that, depending on the material, the measured sample resistivity and the equivalent resistivity entering the calculation of the macroscopic eddy currents may not be the same. A corrective coefficient is, therefore, introduced and experimentally identified. This coefficient appears to depend on the material type only. An efficient way to calculate the macroscopic classical loss in these materials is thus provided.
Published: 2013

5. Analysis of volume distribution of power loss in ferrite cores

Author: Vincent Loyau, Martino Lobue, Frederic Mazaleyrat, Matériaux Magnétiques pour l'Energie ( SATIE-MME ), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique ( CSEE ), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), Institut d'Alembert ( IDA ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ), Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Alembert (IDA), and École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, "eddy current losses", [ PHYS.COND.CM-MS ] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], FOS: Physical sciences, General Physics and Astronomy, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, finite element analysis, 01 natural sciences, "magnetic leakage", "zinc compounds", manganese compounds, "ferrites", 0103 physical sciences, magnetoresistance, "magnetic cores", Adiabatic process, 75.60.Ej, 75.50.Gg, ferrites, 010302 applied physics, Condensed Matter - Materials Science, Power loss, magnetic cores, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), Dissipation, 021001 nanoscience & nanotechnology, eddy current losses, Ferrite core, Finite element method, Computational physics, "magnetoresistance", "manganese compounds", chemistry, "finite element analysis", [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Ferrite (magnet), 0210 nano-technology, Platinum, magnetic leakage, zinc compounds, Excitation
Abstract: International audience; We present a technique to estimate the inhomogeneities of magnetic loss across the section of ferrite cores under ac excitation. The technique is based on two distinct calorimetric methods that we presented elsewhere. Both methods are based on the measurement of the rate of increase of the sample temperature under adiabatic condition. The temperature ramp is recorded either measuring the sample bulk resistivity or using a platinum probe pasted on the sample surface. As an example we apply the procedure to an industrial sample of Mn-Zn ferrite under controlled sinusoidal excitation with a peak induction of 50 mT in the range between 100 kHz and 2 MHz. The results are discussed by comparison with simulations of the dissipation field profile through the sample, calculated using a finite element method (FEM) code.
Published: 2011
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6. Magnetic and structural characterization of nanosized BaCo_xZn_{2-x}Fe_{16}O_{27} hexaferrite in the vicinity of spin reorientation transition

Author: Vincent Loyau, Vittorio Basso, Carlo Paolo Sasso, Alexander Pasko, Lotfi Bessais, Michaela Küpferling, Frederic Mazaleyrat, Martino Lo Bue, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (ICMPE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Alembert (IDA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM), European Project, Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Project: 214864,EC:FP7:NMP,FP7-NMP-2007-SMALL-1,SSEEC(2008), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est ( ICMPE ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 ( UPEC UP12 ), Institut d'Alembert ( IDA ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ), Matériaux Magnétiques pour l'Energie ( SATIE-MME ), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique ( CSEE ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica ( INRIM ), and Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Subjects: History, Materials science, [ PHYS.COND.CM-MS ] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Condensed matter: electrical, FOS: Physical sciences, 02 engineering and technology, Crystal structure, 01 natural sciences, PACS 75.75.+a Magnetic properties of nanostructures 75.30.Gw Magnetic anisotropy 75.30.Kz Magnetic phase boundaries (including magnetic transitions, metamagnetism, etc.) 75.40.Gb Dynamic properties (dynamic susceptibility, spin waves, Education, Condensed Matter::Materials Science, Transition point, 0103 physical sciences, Magnetic refrigeration, Anisotropy, 010302 applied physics, Condensed Matter - Materials Science, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), Thermomagnetic convection, 021001 nanoscience & nanotechnology, Magnetocrystalline anisotropy, magnetic and optical, Computer Science Applications, Crystallography, Magnetic anisotropy, Grain growth, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Nanoscale science and low-D systems, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; Numerous applications of hexagonal ferrites are related to their easy axis or easy plane magnetocrystalline anisotropy configurations. Certain W-type ferrites undergo spin reorientation transitions (SRT) between different anisotropy states on magnetic field or temperature variation. The transition point can be tuned by modifying the chemical composition, which suggests a potential application of hexaferrites in room temperature magnetic refrigeration. Here we present the results of structural and magnetic characterization of BaCo_xZn_{2-x}Fe_{16}O_{27} (0.7 ≤ x ≤ 2) doped barium ferrites. Fine powders were prepared using a sol-gel citrate precursor method. Crystal structures and particle size distributions were examined by X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The optimal synthesis temperature ensuring complete formation of single W-phase with limited grain growth has been determined. Spin reorientation transitions were revealed by thermomagnetic analysis and AC susceptibility measurements.
Published: 2011
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7. Silica coated nanoparticles: synthesis,magnetic properties and spin structure

Author: Jean-Pierre Bonnet, Martino Lobue, Frederic Mazaleyrat, Pierre Audebert, Guillaume Wang, Yannick Champion, Martin Hÿtch, Etienne Snoeck, M. Ammar, Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Alembert (IDA), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Photophysique et Photochimie Supramoléculaires et Macromoléculaires (PPSM), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (ICMPE), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Matériaux Magnétiques pour l'Energie ( SATIE-MME ), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique ( CSEE ), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), Institut d'Alembert ( IDA ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ), Laboratoire de Photophysique et Photochimie Supramoléculaires et Macromoléculaires ( PPSM ), École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est ( ICMPE ), Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 ( UPEC UP12 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 81.20.Fw, 7550.Tt, 7525.+z, Materials science, [ PHYS.COND.CM-MS ] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Nanoparticle, Nanotechnology, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, ultrasonic synthesis, 01 natural sciences, Micrometre, Materials Chemistry, Range (particle radiation), Magnetic moment, Magnetic structure, Mechanical Engineering, Metals and Alloys, Core-shell particles, 021001 nanoscience & nanotechnology, Magnetic hysteresis, 0104 chemical sciences, Mechanics of Materials, nanomagnetism, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Magnetic nanoparticles, 0210 nano-technology, Superparamagnetism
Abstract: International audience; In the recent years, magnetic nanoparticles have been extensively studied for their superparamagnetic properties providing useful labels in biology or for fundamental aspects including the size dependence of magnetic atomic moment and the effect of surface anisotropy. In most cases, the particles were smaller than 10 nm and interestingly, the sizes ranging between 10 and 100 nm have been poorly investigated until now. This is mainly due to the fact that usual chemical routes produce 5-10 nm oxide or metallic particles or eventually 20 nm at most. On the over side, atomization techniques yields particles in the micrometer range. Metallic particles are particularly interesting for better magnetic propeties compared to oxides, but they have two big drawbacks: they are not biocompatible and they are conducting electricity. Consequently, it's necessary to produce core-shell particles, for witch the shell is biocompatible and insulating and with a perfect control of thickness and uniformity of that shell. In this work, we are studying metallic particles synthetized by an original evaporation-condensation technique that produces particles of sevral tens of nanometers. We prepared hard magnetic cobalt particles and soft FeNi ones coated by a silica shell using a mofied sol-gel metod. Morphological and magnetic properties are presented, showing the efficiency of ultrasonic sol-gel process for that purpose.
Published: 2007
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8. Optimization Material Distribution methodology: Some electromagnetic examples

Author: Boissoles , Patrice, BEN AHMED , Hamid, Pierre , Michel, Multon , Bernard, Institut de Recherche Mathématique de Rennes ( IRMAR ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -AGROCAMPUS OUEST-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université de Rennes 2 ( UR2 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement ( SATIE SETE ), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique ( CSEE ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP ), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR ) -Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE ), Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR), AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Multon, Bernard
Subjects: Optimization, Electromagnetic actuators, Design, [ SPI.NRJ ] Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, OMD, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract: International audience; In this paper, a new approach towards Optimization Material Distribution (OMD) is proposed. The principle behind this approach is to use a surface genetic algorithm to determine material distribution within a fixed Finite Element Computation mesh. The method proves to be highly adaptive to various kinds of electromagnetic actuator optimization approaches. Several optimal electromagnetic examples are presented.
Published: 2006

9. Design of a Lightweight Multilayered Composite for DC to 20 GHz Electromagnetic Shielding

Author: Paul Clérico, Lionel Pichon, Xavier Mininger, Olivier Dubrunfaut, Chadi Gannouni, Delong He, Jinbo Bai, Laurent Prévond, Laboratoire Génie électrique et électronique de Paris (GeePs), CentraleSupélec-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de mécanique des sols, structures et matériaux (MSSMat), CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), and Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], shielding effectiveness, TK7800-8360, Computer Networks and Communications, near-field, 020206 networking & telecommunications, high frequency, 02 engineering and technology, electromagnetic shielding, composite, low frequency, far-field, finite element method, 021001 nanoscience & nanotechnology, 7. Clean energy, Hardware and Architecture, Control and Systems Engineering, Signal Processing, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electronics, Electrical and Electronic Engineering, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; The work aims to design a trilayer composite dedicated to electromagnetic shielding over a large frequency range, from 1 Hz to 20 GHz. Analytical and numerical models are used to determine the shielding effectiveness (SE) of this composite in the case of a planar shield. The shield is constituted of a support layer, a magnetic layer, and a conductive layer. Two possible designs are considered. To simplify the numerical calculation, a homogenization method and the Artificial Material Single Layer (AMSL) method are used. The proposed composite shows a good shielding capacity over the whole studied frequency range, with shielding effectiveness higher than 17 dB and 75 dB, respectively, in the near-field (1 Hz–1 MHz) and far-field (1 MHz–20 GHz). Both homogenization and AMSL methods show good suitability in near-field and allow one to greatly reduce the calculation time.
Published: 2021
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10. A La-Fe-Si Based Thermo-Magnetic Generator

Author: Ahmim, Smail, Almanza, Morgan, Pasko, Alexandre, Loyau, Vincent, Parrain, Fabien, Mazaleyrat, Frédéric, Lobue, Martino, Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Lo Bue, Martino
Subjects: [PHYS]Physics [physics], Electrical Energy, [SPI]Engineering Sciences [physics], [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, [SPI] Engineering Sciences [physics], Magnetocaloric Materials, [SPI.ELEC] Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, Energy Harvesting, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Thermodynamycs, [PHYS.COND.CM-MS] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Pyromagnetic Generator, [PHYS] Physics [physics]
Abstract: International audience; Low-grade heat from industrial processes and residential buildings represents a huge and cheap energy source. Development of new technologies to convert waste heat into electricity is today considered a major objective. The new generation of magnetocaloric materials (MCM) for refrigeration applications is offering some fresh opportunities to energy harvesting technologies. In cooling applications, the magnetocaloriceffect is used to pump heat through the entropy change of the MCM associated to application/removal of a field. Thermomagnetic generators (TMG) use the pyromagnetic effect, namely the variation of magnetization as a function of the temperature, to perform thermodynamic cycles under varying field and eventually convert the magnetic energy into electrical one. Several thermo-generation prototypes using MCM have been proposed relying on different conversion chains. Here we have developed a new prototype based on a three steps conversion: Thermal/Magnetic, Magnetic/Mechanical and finally Mechanical/Electrical. The geometry is similar to the one studied in [1] with three main differences: the magnetic field lines are spatially confined by the use of a Halbach array improving the magnetic force and the field inside the magnetocaloric material [2]; the active substance is a first order La(Fe,Si)13 from Vacuumschmelze; the mechanical displacement of the MCM is eventually converted to electrical energy using piezoelectric material. All the energy conversion chain steps have been studied through direct measurements performed on the working prototype. Notably the total energy efficiency of the device is worked out experimentally using the prototype as a characterization bench.[1]. Ujihara et al. Appl. Phys. Lett.91, 093508 (2007).[2]. Ahmim et al. Eur. Phys. J. Appl. Phys. 85, 10902 (2019)
Published: 2021

11. Identification de régimes de fonctionnement de piles à combustible par reconnaissance de formes à partir d'enveloppes et de fréquences instantanées issues du signal de la tension

Author: BENOUIOUA, Djedjiga, Candusso, Denis, Harel, Fabien, Picard, Pierre, Technologies pour une Electro-Mobilité Avancée (SATIE-TEMA), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Equipe Eco-gestion des systèmes énergétiques pour les transports (AME-Eco7 ), Université Gustave Eiffel, Efficacity - Institut de Recherche & Développement [Marne-la-Vallée], and Cadic, Ifsttar
Subjects: PILE A COMBUSTIBLE, ENVELOPPES INSTANTANEES, DIAGNOSTIC, RECONNAISSANCE DE FORME, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, FREQUENCES INSTANTANEES, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract: SGE 2020, Symposium de Génie Electrique 8 JUILLET 2021, NANTES, FRANC, NANTES, FRANCE, 05-/07/2021 - 08/07/2021; Le travail réalisé vise à diagnostiquer des piles à combustible avec une instrumentation et des temps de calculs réduits. L'article décrit un outil de diagnostic non-intrusif, basé sur la seule mesure de la tension du stack et ne nécessitant pas d'excitation externe spécifique du générateur électrochimique. La méthode repose sur des techniques d'analyse du signal (calculs d'enveloppes et de fréquences instantanées) et de traitement de l'information (reconnaissances de formes). Un large panel de défauts peut être identifié (variations de débits, pressions, températures ; présence de monoxyde de carbone ; combinaisons de défauts simultanés), y compris lorsqu'ils correspondent à de faibles déviations vis-à-vis du fonctionnement nominal. La portabilité de la méthode a été étudiée sur 2 stacks PEMFC, conçus pour des applications différentes : transport et stationnaire.
Published: 2021

12. Energetic modeling, simulation and experimental of hydrogen desorption in a hydride tank

Author: Nouredine Fenineche, Djafar Chabane, Abdesslem Djerdir, Fabien Harel, Denis Candusso, Omar Elkedim, Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) (FEMTO-ST), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Equipe Eco-gestion des systèmes énergétiques pour les transports (AME-Eco7 ), Université Gustave Eiffel, Technologies pour une Electro-Mobilité Avancée (SATIE-TEMA), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Laboratoire d'Études et de Recherches sur les Matériaux, les Procédés et les Surfaces (IRTES - LERMPS), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Institut de Recherche sur les Transports, l'Energie et la Société - IRTES, Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), and UTBM (Département Ingénierie et Management de Process)
Subjects: Test bench, Materials science, Hydrogen, Nuclear engineering, Energy Engineering and Power Technology, chemistry.chemical_element, Proton exchange membrane fuel cell, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, 7. Clean energy, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, Modeling and simulation, Mass transfer, Desorption, Mass flow rate, [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, TRANSFERT DE CHALEUR, METAL HYDRIDE TANK, [SPI.ACOU]Engineering Sciences [physics]/Acoustics [physics.class-ph], Renewable Energy, Sustainability and the Environment, Hydride, EXPERIMENTAL, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 0104 chemical sciences, Fuel Technology, chemistry, HYDROGENE, [PHYS.MECA.THER]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Thermics [physics.class-ph], 0210 nano-technology
Abstract: International audience; This paper presents a zero-dimensional (0D) model of hydride tank. The model aims to study the dynamic heat and mass transfers during desorption process in order to investigate the thermal-fluidic behaviors of this hydride tank. This proposed model has been validated experimentally thanks to a tailor-made developed test bench. This test bench allows the hydride characterization at tank scale and also the energetic characterization. The simulation results of the heat exchanges and mass transfer in and between the coupled reaction bed, show good agreement with the experimental ones. It is shown that the heat produced by a Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) (estimated starting from an electrical model) is enough to heat the metal alloy (FeTi) and therefore release the hydrogen with a sufficient mass flow rate to supply the PEMFC. Furthermore, the obtained results highlight the importance of the developed model for energy management of the coupling of fuel cell and hydride tank system.
Published: 2019
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13. Magnetocaloric Effect in Flexible, Free-Standing Gadolinium Thick Films for Energy Conversion Applications

Author: Doan Nguyen Ba, Martino Lobue, Morgan Almanza, Massimiliano Marangolo, Y. Zheng, Loïc Becerra, Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Croissance et propriétés de systèmes hybrides en couches minces (INSP-E8), Institut des Nanosciences de Paris (INSP), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, Materials science, Condensed matter physics, Silicon, Tantalum, General Physics and Astronomy, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, Substrate (electronics), 021001 nanoscience & nanotechnology, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Isothermal process, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, Condensed Matter::Materials Science, [SPI]Engineering Sciences [physics], chemistry, Sputtering, 0103 physical sciences, Magnetic refrigeration, Curie temperature, [SPI.GPROC]Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering, Crystallite, 0210 nano-technology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: This study presents a method of producing thick (i.e., in the $\ensuremath{\mu}\mathrm{m}$ range) polycrystalline $\mathrm{Gd}$ free-standing flexible films. Preparation is carried out by sputtering on silicon conventional substrates using tantalum as a buffer and capping layer. Magnetic and magnetocaloric properties show good agreement with data from high-purity bulk $\mathrm{Gd}$, and are not altered by substrate removal. Moreover, the free-standing film is flexible and all the relevant magnetic properties (i.e., Curie temperature ${T}_{c}$, saturation magnetization ${M}_{s}$, and isothermal entropy change $\mathrm{\ensuremath{\Delta}}S$) are preserved under bending (up to a $\ensuremath{\epsilon}=\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.78\mathrm{%}$ strain over the two film sides). The technological opportunities heralded by availability of magnetocaloric flexible self-sustaining films are discussed in the conclusions with particular focus on energy-conversion applications (i.e., cooling and thermal energy harvesting). More precisely, the output-power upper bound of an thermal-energy harvester deploying a $\mathrm{Gd}$ flexible film with the reported properties is worked-out using a thermal switch model presented elsewhere. The calculations show a potential output able to supply the new generation of IoT wireless devices as well as small medical implants. The result moot $\mathrm{Gd}$ free-standing flexible films as a benchmark for a new generation of small high-throughput magnetocaloric energy-conversion devices.
Published: 2021
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14. Temperature dependence of coercivity and magnetic relaxation in a Mn–Al–C permanent magnet

Author: Ivan Guillot, Muriel Tyrman, Frederic Mazaleyrat, Loïc Perrière, Victor H. Etgens, Martino Lobue, Alexandre Pasko, Alexis Pecheux, Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (ICMPE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)
Subjects: 010302 applied physics, Materials science, Magnetic domain, Condensed matter physics, Magnetometer, Nucleation, coercive field, permanent magnets, Spark plasma sintering, magnetic viscosity, Coercivity, Atmospheric temperature range, equipment and supplies, 01 natural sciences, Magnetic susceptibility, Electronic, Optical and Magnetic Materials, law.invention, law, Magnet, 0103 physical sciences, activation volume, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Electrical and Electronic Engineering, human activities
Abstract: International audience; The kinetics of magnetization reversal in a rare-earth-free Mn-Al-C permanent magnet is reported. The L10-phase material was prepared using a combination of the melt spinning and spark plasma sintering techniques and characterized with a vibrating sample magnetometer. Magnetic relaxation and susceptibility experiments were performed. Magnetic viscosity, fluctuation field and activation volume were measured in a wide temperature range. These data were used to analyze the magnetization reversal and temperature dependence of the coercive field. The thermally activated mechanism of the reversed nucleus formation was confirmed for the intermediate temperatures. The role of wall thickness and crystallite size as additional characteristic lengths in magnetic domain nucleation is discussed.
Published: 2021
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15. Self-oscillation and heat management in a LaFeSi based thermomagnetic generator

Author: Smail Ahmim, Alexandre Pasko, Vincent Loyau, Martino Lobue, Morgan Almanza, Frederic Mazaleyrat, Fabien Parrain, AHMIM, Smail, APPEL À PROJETS GÉNÉRIQUE 2018 - Micro-dispositif performant pour la récupération de chaleur de bas niveau - - HiPerTherMag2018 - ANR-18-CE05-0019 - AAPG2018 - VALID, Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N), and Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, [SPI] Engineering Sciences [physics], Self-oscillation, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Generator (circuit theory), [SPI]Engineering Sciences [physics], self-oscillation, magnetocaloric materials, piezoelectric materials, Magnetic refrigeration, Wireless, Building automation, business.industry, Electrical engineering, Thermomagnetic convection, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, Piezoelectricity, 0104 chemical sciences, Electronic, Optical and Magnetic Materials, thermal energy harvesting, thermomagnetic generator, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Electricity, 0210 nano-technology, business
Abstract: Harvesting and directly converting the largely untapped and omnipresent low-grade heat into electricity has huge technological potential for supplying internet of things (IoT) devices, and wireless sensors in smart buildings applications. To this end, we present a self-actuating, autonomous, thermomagnetic generator (TMG) showing state-of-the-art net power output 4.2 μ W ( 240 μ W cm−3), working over a 35.1 °C temperature difference. The core of our design is made of cheap and easily available piezoelectric buzzers and of commercial LaFeSi magnetocaloric materials from Vacumschmelze. The device self oscillating cycle is studied as a dynamical system with particular attention to the interplay between mechanical and thermal dynamics.
Published: 2021
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16. Experimental design approach for the synthesis of 3D-CoFe2O4 nanoflowers thin films by low-cost process

Author: N. Hosni, K. Zehani, K. Djebali, Frederic Mazaleyrat, H. Maghraoui-Meherzi, Lotfi Bessais, Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (ICMPE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Tunis El Manar (UTM), Centre de Biotechnologie de Borj Cédria (Hammam-Lif, Tunisie), Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Horizontal scan rate, [PHYS]Physics [physics], Materials science, Annealing (metallurgy), [SDV]Life Sciences [q-bio], 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, Capacitance, 0104 chemical sciences, Magnetization, Ferrimagnetism, [SDE]Environmental Sciences, Doehlert matrix, [CHIM]Chemical Sciences, General Materials Science, Thin film, Composite material, 0210 nano-technology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Chemical bath deposition
Abstract: Three-dimensional CoFe2O4 nanoflowers thin films have been deposited on stainless steel by low-cost chemical bath deposition process. The experimental design methodology has been applied to investigate the effect of the principal experimental parameters on the saturation magnetization. The Rechtschaffner design demonstrates that annealing temperature, deposition time and reactional medium temperature are the most influential parameters. Doehlert matrix has been used to predict the optimal condition of the saturation magnetization. XRD data confirm the formation of the desired CoFe2O4 phase. SEM analysis reveals the formation of three-dimensional nanoflowers like-morphology. The CV curve of 3D-CoFe2O4 nanoflowers thin film deviate from the perfect rectangular shape, demonstrate this pseudocapacitive characteristics. The specific capacitance was found to be 472 F g−1 at 5 mA s−1 scan rate. The VSM measurement demonstrate that the film exhibits a ferrimagnetic behavior, with easy magnetization axis along the plane of the films. The 3D-CoFe2O4 elaborated at the optimal conditions shows a maximum saturation magnetization of 0.44 T.
Published: 2020
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17. Effect of load sequence interaction on bond-wire lifetime due to power cycling

Author: Son-Ha Tran, Richard Lallemand, Ali Ibrahim, Nicolas Degrenne, Zoubir Khatir, Technologies pour une Electro-Mobilité Avancée (SATIE-TEMA), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Mitsubishi Electric R&D Centre Europe [France] (MERCE-France), and Mitsubishi Electric [France]
Subjects: Science, Acceleration (differential geometry), 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Article, POWER CYCLING, DUREE DE VIE, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 010302 applied physics, Physics, Sequence, Multidisciplinary, 020208 electrical & electronic engineering, Mathematical analysis, Bipolar junction transistor, Swing, Electrical and electronic engineering, Mechanical engineering, VIEILLISSEMENT, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, MINER RULE, Power module, Power cycling, Medicine, Junction temperature, Stress conditions, SEMICONDUCTOR POWER ELECTRONICS
Abstract: Experimental investigations on the effects of load sequence on degradations of bond-wire contacts of Insulated Gate Bipolar Transistors power modules are reported in this paper. Both the junction temperature swing ($$\Delta T_{j}$$ Δ T j ) and the heating duration ($$t_{ON}$$ t ON ) are investigated. First, power cycling tests with single conditions (in $$\Delta T_{j}$$ Δ T j and $$t_{ON}$$ t ON ), are performed in order to serve as test references. Then, combined power cycling tests with two-level stress conditions have been done sequentially. These tests are carried-out in the two sequences: low stress/high stress (LH) and high stress/low stress (HL) for both $$\Delta T_{j}$$ Δ T j and $$t_{ON}$$ t ON . The tests conducted show that a sequencing in $$\Delta T_{j}$$ Δ T j regardless of the direction “high-low” or “low–high” leads to an acceleration of degradations and so, to shorter lifetimes. This is more pronounced when the difference between the stress levels is large. With regard to the heating duration ($$t_{ON}$$ t ON ), the effect seems insignificant. However, it is necessary to confirm the effect of this last parameter by additional tests.
Published: 2020
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18. Analysis of the impact of manufacturing dissymmetry on current distribution for magnetically coupled interleaved inverters

Author: Christelle Saber, Marwan Ali, Rita Mattar, Stéphane Lefebvre, Cyrille Gautier, Mickael Petit, Eric Monmasson, Safran Tech, Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), CY Cergy Paris Université (CY), Electronique de Puissance et Intégration (SATIE-EPI), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), and SAFRAN Group
Subjects: Current distribution, Computer science, 020209 energy, 020208 electrical & electronic engineering, Open-loop controller, 02 engineering and technology, Two stages, Inductive coupling, law.invention, [SPI]Engineering Sciences [physics], law, Control theory, Electrical network, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, ICTS, Transformer, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Parametric statistics
Abstract: The impact of realistic cases of manufacturing dissymmetry on the distribution of the leg currents is presented for magnetically coupled interleaved inverters. The study of the parametric variations of the passive elements constituting the equivalent electrical circuit is carried out with an open loop control strategy. This parametric variation is made in two stages. The first deals with simple cases of dissymmetry that only affect one ICT. The second is based on the worst-case statistics, formed by multiple cases of dissymmetry on several ICTs. This study allows the understanding of the evolution of the currents in the cases of dissymmetry to ensure their control and their balancing. Then, these dissymmetries are simulated with a closed loop control strategy in order to test their impacts on the duty cycles.
Published: 2020
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19. opENS : un concept de prototype de Smart Grid à puissance réduite, faible coût, libre et ouvert

Author: Gurvan Jodin, Guillaume Herault, Roman Le Goff-Latimier, Sami Hlioui, Gilles Rostaing, Hamid Ahmed, Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), and Jodin, Gurvan
Subjects: [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract: International audience; L'étude de Smart Grid est pluridisciplinaire et est caractérisée par des difficultés expérimentales liées aux disciplines, aux coûts, aux données disponibles et à la complexité des systèmes étudiés. Cet article présente le concept opENS, basé sur un démonstrateur de réseau faible coût, libre et ouvert à la communauté. Il tend à faciliter certains axes de recherche liée au Smart Grid en rendant possible la mise à l'échelle d'un grand nombre d'acteurs dans les réseaux. Nommés "noeuds opENS", les pièces maîtresses de ce concept sont présentées : des onduleurs triphasés avec leurs commandes et intelligences individuelles pour émuler des agents réseaux, dans un environnement instrumenté et supervisé. Ces noeuds embarquent 3 couches matérielles configurables : i) onduleur triphasé, ii) commande rapprochée et asservissements numériques, iii) émulation, supervision et interface réseau. Smart Grid, réseaux électriques, plateforme expérimentale, données libres.
Published: 2020

20. STEM 3.0 for Chinese Students with Sea Perch Underwater Robots: An Experimental Summer Camp for Hands-on Thinkers in Shanghai

Author: Ang Li, Yi Yu, Gurvan Jodin, Dixia Fan, Huimei Xie, Chong Sun, Subi Lijia Gu, null CoCo, Jieqiong Xu, Shanghai Jiao Tong University [Shanghai], École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Department of Mechanical Engineering [Massachusetts Institute of Technology] (MIT-MECHE), Massachusetts Institute of Technology (MIT), Tianjin Polytechnic University, and Auteur indépendant
Subjects: China, Underwater Robot, 4. Education, Teaching method, Student engagement, Experimental science, STEM, 01 natural sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-ED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Physics Education [physics.ed-ph], [SPI.MECA.MEFL]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph], [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, 0103 physical sciences, Mathematics education, Summer camp, Learning methods, Underwater robot, Sociology, Hands-on Education, 010306 general physics, 010303 astronomy & astrophysics
Abstract: International audience; In the last 5 years, we see a drastically increasing demand and interest in the STEM education from every aspect of Chinese public and private educational sectors. However due to the short-time development and hence a lack of experience, Chinese STEM education faces two major challenges: the lack of the student engagement and the lack of the teaching guidelines. Therefore, we propose a new idea of "STEM 3.0" teaching methods and its corresponding classroom framework. Using an underwater robot called "Sea Perch", we then tested and implemented the concept two experimental science summer camps of more than 120 students at Shanghai in the summer of 2019. The camp is successful manifestation of the "STEM 3.0" teaching and learning method, featuring encouragingly positive student feedbacks.
Published: 2020
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21. Lithium-Ion Capacitors: Characterization and Modeling at Both High and Low Temperatures

Author: Zeineb Chabrak Payet, Pascal Venet, Richard Lallemand, Alexandre De Bernardinis, Technologies pour une Electro-Mobilité Avancée (SATIE-TEMA), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ampère, Département Méthodes pour l'Ingénierie des Systèmes (MIS), Ampère (AMPERE), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École Centrale de Lyon (ECL), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Subjects: Battery (electricity), Supercapacitor, Materials science, 020209 energy, Nuclear engineering, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 020208 electrical & electronic engineering, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 7. Clean energy, Energy storage, law.invention, Ion, Capacitor, chemistry, law, Lithium-ion capacitor, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Lithium, Nyquist plot, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: The lithium-ion capacitor is a recent energy storage component. Although it has been commercialized for several years, its hybridization still requires further investigation to characterize it. The literature has studied some of its characteristics focusing on experimentation at positive temperatures. This paper aims to enlarge the tests to include very low temperatures, showing the difference between Nyquist plots at 65 and −30 ˚C. It also presents the Ragone plot for several temperatures, with a comparison between three storage systems: a battery, a supercapacitor, and the lithium-ion capacitor. Finally, a model of the LIC is proposed, for low and high temperatures, with experimental validation.
Published: 2020
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22. Analysis of the aging mechanism occurring at the bond-wire contact of IGBT power devices during power cycling

Author: Nicolas Degrenne, Zoubir Khatir, Stefan Mollov, Damien Ingrosso, Ali Ibrahim, Nausicaa Dornic, Technologies pour une Electro-Mobilité Avancée (SATIE-TEMA), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Mitsubishi Electric Centre Europ, parent, École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), and Mitsubishi Electric [France]
Subjects: Wire bonding, Materials science, chemistry.chemical_element, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, IGBT, Aluminium, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, BONDWIRE DEGRADATION, Power semiconductor device, Electrical and Electronic Engineering, Composite material, Safety, Risk, Reliability and Quality, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 010302 applied physics, POWER ELECTRONICS, 020208 electrical & electronic engineering, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Insulated-gate bipolar transistor, Condensed Matter Physics, Microstructure, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, VIEILLISSEMENT, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, chemistry, Power module, Power cycling, Electron backscatter diffraction
Abstract: ESREF 2020, 31st European Symposium on Reliability of Electron Devices, Failure Physics and Analysis, ATHENES, GRECE, -; This paper focuses on the degradation at the wire bond contact with the metalized pad, and precisely its evolution with the power module aging. In order to induce damage in this particular zone, an accelerated power cycling test is carried out on well-suited devices. The on-state voltage (VCE) is measured during the test as an indicator of the degradation in the wire and metallization. Then, analyses of the interface wire-metallization are done with a numerical microscope and the EBSD (Electron Back-Scattered Diffraction) technique. As a result, an attempt to correlate the evolution of the degradation with the changes in the granular microstructure of the aluminium constituting the wire and metallization is proposed.
Published: 2020
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23. Wire-bond contact degradation modeling for remaining useful lifetime prognosis of IGBT power modules

Author: M. Nazar, Nicolas Degrenne, Ali Ibrahim, Z. Al-Masry, Zoubir Khatir, Technologies pour une Electro-Mobilité Avancée (SATIE-TEMA), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Mitsubishi Electric R&D Centre Europe [France] (MERCE-France), Mitsubishi Electric [France], Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) (FEMTO-ST), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cadic, Ifsttar, Francesco Iannuzzo, George Papaioannou, Nikolaos Melanitis, Spiros Gardelis, Philomela Komninou, Francesco Iannuzzo, George Papaioannou, Nikolaos Melanitis, Spiros Gardelis, and Philomela Komninou
Subjects: Wire bonding, Materials science, Mechanical engineering, 02 engineering and technology, IGBT SEMICONDUCTOR, 01 natural sciences, IGBT, Reliability (semiconductor), PROGNOSTIC, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electrical and Electronic Engineering, Safety, Risk, Reliability and Quality, 010302 applied physics, Interconnection, CONTACT RESISTANCE, MODELE PHYSIQUE, 020208 electrical & electronic engineering, Contact resistance, Insulated-gate bipolar transistor, DEGRADATION, Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Electrical contacts, [SPI.TRON] Engineering Sciences [physics]/Electronics, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, VIEILLISSEMENT, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, CRACK PROPAGATION, FIABILITE, Physics of failure, PRONOSTIC, POWER ELECTRONIC, Voltage
Abstract: ESREF 2020, 31st European Symposium on Reliability of Electron Devices, Failure Physics and Analysis, Athènes, GRECE, 05-/10/2020 - 07/10/2020; Power electronic modules undergo electro-thermal stresses due to power losses that lead to several kinds of degradations, and finally to failure. In order to prevent power electronic modules failure, one should assess its reliability in real-time operation. For this purpose, Prognostics and Health Management (PHM) approach could be a promising tool for reliability evaluation. In this paper, we propose an analytical model that describes the metallization to wire-bond contact degradation, which is a main cause that leads the IGBT power module to fail. The usual aging indicator of such damages is the collector-emitter voltage (V_CE) that increases with degradation. The analytical model is related to this indicator and it is based on the contact resistance theory and constriction current lines. The proposed model is hence used to build a prognostic model for estimating the remaining useful lifetime (RUL) of IGBT power modules. The prognostic model is illustrated using aging data coming from accelerated power cycling tests with different stress conditions. Results show a prognostic capability.
Published: 2020
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24. Characterization of low and high frequency phenomena in a PEM fuel cell using singularity analysis of stack voltage

Author: Fabien Harel, Denis Candusso, Pierre Picard, Xavier François, Djedjiga Benouioua, Efficacity - Institut de Recherche & Développement [Marne-la-Vallée], Technologies pour une Electro-Mobilité Avancée (SATIE-TEMA), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-CY Cergy Paris Université (CY), Equipe Eco-gestion des systèmes énergétiques pour les transports (AME-Eco7 ), Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM), ENGIE, The work performed was done within the French ANR project, titled 'Decentralized energy production', directed by EFFICACITY, the French R&D Institute for urban energy transition, and with IFSTTAR, the French institute of science and technology for transport, development and networks., École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-CY Cergy Paris Université (CY)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-CY Cergy Paris Université (CY)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-CY Cergy Paris Université (CY)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-CY Cergy Paris Université (CY)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel, and Université Gustave Eiffel
Subjects: PILE A COMBUSTIBLE, [SPI.OTHER]Engineering Sciences [physics]/Other, Materials science, ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY, 020209 energy, Energy Engineering and Power Technology, Proton exchange membrane fuel cell, 02 engineering and technology, Topology, 7. Clean energy, Wavelet, Singularity, DIAGNOSTIC, Stack (abstract data type), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electrical and Electronic Engineering, Singularity spectrum, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, SPECTROSCOPIE, Multifractal system, 021001 nanoscience & nanotechnology, Micro combined heat and power, HYDROGENE, MICRO-COGENERATION, 0210 nano-technology, SINGULARITY ANALYSIS, Voltage
Abstract: The aim of this work is to propose a new development of the fuel cell characterization tool based on Voltage Singularity Spectrum (VSS), a pattern that can advantageously be estimated from the "free" evolution of the stack voltage. A Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) designed to operate in micro Combined Heat and Power units is investigated to create an experimental database made of normal and abnormal operating conditions. Some VSS signatures based on Wavelet Leader Multifractal Analysis (WLMA) are computed on low- and high-frequency filtered stack voltage signals reflecting different physical phenomena dynamics. The resulting low- and high-frequency VSS computed for six different operating conditions are then compared to the Electrochemical Impedance Spectra (EIS) recorded in the same conditions. In this way, we intend to establish some links between the VSS patterns and the EIS based on well-known physical analyses. We also show that the dominant singularity strengths of the low (and possibly also high) frequency VSS can be considered as relevant clustering features to identify various PEMFC operating states (linked with poorer / better air diffusion, with lower / higher MEA hydration), as it is usually done with the use of the characteristic resistances intercepted on the EIS graph x-axis.
Published: 2020
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25. Marchés pair-à-pair de l’électricité dans les réseaux électriques

Author: Baroche, Thomas, STAR, ABES, Université de Rennes (UR), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), École normale supérieure de Rennes, Hamid Ben Ahmed, Pierre Patrick Pinson, Université de Rennes (UNIV-RENNES), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), and Abdel Hamid Ben Ahmed
Subjects: Optimal Power Flow, Marché pair-À-Pair, Economic Dispatch, Marché de capacités, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, Répartition de puissance, Energy Market, Capacity Market, Flux optimal de puissance, Marché de l'énergie, Peer-To-Peer Markets, Admm, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract: The deployment of distributed energy resources, combined with a more proactive demand side management and energy management systems, is inducing a new paradigm in power system operation and electricity markets. Within a consumercentric market framework, peer-to-peer approaches have gained substantial interest. Peer-to-peer markets rely on multi-bilateral negotiation among all agents to match supply and demand. These markets can yield a complete mapping of exchanges onto the grid, hence allowing to rethink market–grid interactions.This thesis treats three main challenges which needs to be overcome before considering real world implementations: (i) scalability to host a growing number of distributed users and resources, (ii) compatibility with grid constraints, and (iii) resilience to stochastic power injections. After a complexity analysis, scalability of peer-topeer markets and the proposed negotiation mechanism to solve them is enhanced by three improvements reducing algorithmic and structural complexities. Feasibility of the peer-to-peer electricity market is eventually obtained with the use of network charges. Two approaches are proposed to handle these network charges. The first, exogenous, requires the system operator to provide them a priori before negotiations start. In the second, the system operator updates network charges endogenously at each iteration to better account for the current grid status. Finally, power forecasts of stochastic agents are taken in a more comprehensive way by the developpement of peer-to-peer market on both energy and capacities, used to restore power balance in case of misdipatch due to forecast errors., Le déploiement de ressources énergétiques distribuées, combiné à une gestion plus pro-active de la demande et à l'intégration de systèmes de gestion d'énergie, fait entrer l'exploitation des systèmes électriques et des marchés de l'électricité dans un nouveau paradigme. En partie liés à leur structure décentralisée, les marchés dits pair-à-pair ont gagné un intérêt considérable. Les marchés pair-à-pair reposent sur des négociations bilatérales entre les agents pour faire correspondre l'offre et la demande. De plus, ils peuvent cartographier l’ensemble des échanges possibles, ce qui permet de repenser ces interactions avec le réseau.Ces travaux de thèse traitent de trois défis majeurs dont la résolution est essentielle avant d'envisager le passage à des applications réelles : (i) le passage à l'échelle pour gérer un nombre croissant d'acteurs et de ressources distribués, (ii) le respect des contraintes du réseau électrique, et (iii) la résilience du marché à la présence d'agents stochastiques. Une analyse de complexité a permis de montrer que le passage à l’échelle des marchés pair-à-pair et le mécanisme de résolution peut être renforcé par trois améliorations réduisant les complexités algorithmiques et structurelles. Pour le respect des contraintes réseau, le manuscrit propose d’introduire des redevances qui seraient liées à l’utilisation du réseau électrique. Deux approches sont considérées pour déterminer ces redevances réseau. La première, exogène, exige que le gestionnaire de réseau les fournisse a priori avant le début des négociations. Dans la seconde, le gestionnaire de réseau actualise les redevances réseau de manière endogène à chaque itération pour mieux tenir compte de l'état actuel du réseau. Enfin, les prévisions de production et de consommation des agents stochastiques sont mieux prises en compte par la création d’un marché pair-à-pair de l'énergie et des capacités de réserve, pour corriger un éventuel déséquilibre de puissance due à des erreurs de prévision.
Published: 2020

26. Using of bond-wire resistance as aging indicator of semiconductor power modules

Author: Stefan Mollov, Richard Lallemand, Zoubir Khatir, D. Ingrosso, Jean-Pierre Ousten, Nicolas Degrenne, Ali Ibrahim, Technologies pour une Electro-Mobilité Avancée (SATIE-TEMA), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Mitsubishi Electric R&D Centre Europe [France] (MERCE-France), and Mitsubishi Electric [France]
Subjects: State of health, Computer science, POWER MODULE, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, IGBT, Power electronics, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, BONDWIRE DEGRADATION, AGEING INDICATOR, Electrical and Electronic Engineering, Safety, Risk, Reliability and Quality, 010302 applied physics, Interconnection, business.industry, POWER ELECTRONICS, 020208 electrical & electronic engineering, Contact resistance, Electrical engineering, Condensed Matter Physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, CONTACT DEGRADATION, Power module, State (computer science), business, Voltage, Degradation (telecommunications)
Abstract: ESREF 2020, 31st European Symposium on Reliability of Electron Devices, Failure Physics and Analysis, Athènes, GRECE, 05-/10/2020 - 07/10/2020; This paper investigates the use of wire?bonds contact resistance as indicator to diagnose the health state of power electronics modules. This technique is especially dedicated to monitoring the degradation of the topside interconnection (metallization-wire bonds) when the module is wired with a Kelvin point. One advantage of this indicator is that it can be followed online, without being disturbed by current or voltage, to diagnose the state of health and, possibly, the prognosis of the remaining lifetime of the power module by associating it with a lifetime model. For this purpose, based on power-cycling tests in different conditions, a comparison between this indicator and the one commonly used, i.e. the collector-emitter voltage Vce, shows that the first one is much more sensitive to the degradations, easier to use online and finally should be more suitable for lifetime prognosis.
Published: 2020
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27. Ferromagnetic L10 Phase Formation in the Mn–Al–C Alloys Induced by High-Pressure Spark Plasma Sintering

Author: Loïc Perrière, Ivan Guillot, Simon Quetel-Weben, Muriel Tyrman, Alexandre Pasko, Frederic Mazaleyrat, Victor H. Etgens, Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (ICMPE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes de Versailles (LISV), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), ANR-12-CHIN-0004,MATINNOV,Elaboration et fiabilité des matériaux innovants pour le véhicule décarboné(2012), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, Materials science, Permanent magnets, Spark plasma sintering, Sintering, 02 engineering and technology, Coercivity, 021001 nanoscience & nanotechnology, Magnetic hysteresis, 01 natural sciences, Electronic, Optical and Magnetic Materials, manganese-aluminum alloys, Condensed Matter::Materials Science, Magnetization, Ferromagnetism, Condensed Matter::Superconductivity, Phase (matter), 0103 physical sciences, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], magnetic properties, Electrical and Electronic Engineering, Composite material, 0210 nano-technology, spark plasma sintering, Electron backscatter diffraction
Abstract: Structural and magnetic characterization of Mn–Al–C permanent magnets obtained by spark plasma sintering (SPS) is reported. The transformation from the parent $\epsilon $ -phase to the ferromagnetic $\tau $ -phase occurs simultaneously with the process of sintering. The use of a tungsten carbide crucible enabled us to decrease the sintering temperature, which hampered the precipitation of secondary phases. As a result, sintered samples show higher coercivity as compared with annealed powder. However, the finely milled powder, ensuring better densification, turned out to be more prone to phase decomposition during sintering. The phase constitution of the samples was determined by X-ray diffraction, and magnetic hysteresis loops were recorded using a vibrating sample magnetometer. Scanning electron microscopy and electron backscatter diffraction were employed to study the microstructure and orientation distribution of grains after SPS. The dependence of coercivity and magnetization on the preparation conditions and sintering temperature is analyzed. To combine good magnetic properties with proper density, further optimization of the production parameters is necessary.
Published: 2017
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28. Enhancement of the Magnetoelectric Effect in Multiferroic CoFe2O4/PZT Bilayer by Induced Uniaxial Magnetic Anisotropy

Author: Alex Aubert, Frederic Mazaleyrat, V. Loyau, Martino Lobue, Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, Magnetoelectric effect, FOS: Physical sciences, SPS, cobalt Ferrite, 02 engineering and technology, Lead zirconate titanate, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Piezomagnetism, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, Condensed Matter::Materials Science, chemistry.chemical_compound, 0103 physical sciences, Electrical and Electronic Engineering, Anisotropy, Perpendicular magnetic anisotropy, 010302 applied physics, Condensed Matter - Materials Science, Condensed matter physics, Condensed Matter::Other, Reactive sintering, Bilayer, Isotropy, Materials Science (cond-mat.mtrl-sci), Magnetostriction, Magnetoelectric effects, 021001 nanoscience & nanotechnology, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Magnetic anisotropy, chemistry, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], 0210 nano-technology
Abstract: International audience; In this paper, we have compared magnetic, magnetostrictive, and piezomagnetic properties of isotropic and anisotropic cobalt ferrite pellets. The isotropic sample was prepared by the ceramic method while the sample exhibiting uniaxial anisotropy was made by reactive sintering using spark plasma sintering (SPS). This technique permits us to induce a magnetic anisotropy in cobalt ferrite in the direction of the applied pressure during the SPS process. Sample with uniaxial anisotropy revealed a higher longitudinal magnetostriction and piezomagnetism compared with the isotropic sample, but the transversal magnetostriction and piezomagnetism were dramatically reduced. In the case of magnetoelectric (ME) layered composite, the ME coefficient is directly related to the sum of the longitudinal and transversal piezomagnetic coefficients. These two coefficients being opposite in sign, the use of material exhibiting high longitudinal and low transversal piezomagnetic coefficient (or vice versa) in ME devices is expected to improve the ME effect. Hence, ME bilayer devices were made using isotropic and anisotropic cobalt ferrite stuck with a lead zirconate titanate layer. ME measurements at low frequencies revealed that bilayer with anisotropic cobalt ferrite exhibits an ME coefficient three times higher than a bilayer with isotropic cobalt ferrite. We also investigated the behavior of such composites when excited at resonant frequency.
Published: 2017
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29. Effect of Carbon Addition on Magnetic Order in Mn–Al–C Alloys

Author: Muriel Tyrman, Frederic Mazaleyrat, Olivier Isnard, Loïc Perrière, Victor H. Etgens, Alexandre Pasko, Tyrman, Muriel, Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (ICMPE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux, Rayonnements, Structure (MRS), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
Subjects: Materials science, [SPI] Engineering Sciences [physics], Neutron diffraction, 02 engineering and technology, [SPI.MAT] Engineering Sciences [physics]/Materials, 01 natural sciences, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, Magnetic moment, [SPI]Engineering Sciences [physics], Condensed Matter::Materials Science, Paramagnetism, Magnetization, Ferrimagnetism, 0103 physical sciences, [PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat], Electrical and Electronic Engineering, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 010302 applied physics, Weiss plot, Structural properties, Condensed matter physics, Rietveld refinement, Coercivity, 021001 nanoscience & nanotechnology, [PHYS.COND.CM-MS] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Magnetic coupling, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Ferromagnetism, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Condensed Matter::Strongly Correlated Electrons, 0210 nano-technology, [PHYS.COND] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]
Abstract: The near-equiatomic Mn–Al alloys are considered for possible applications as rare-earth-free permanent magnets due to the existence of a ferromagnetic $\tau $ -phase with $\text{L}1_{0}$ crystal structure and other attractive physical properties. However, this tetragonal phase is metastable and can only be obtained from a hexagonal $\epsilon $ -phase enriched in manganese. The partial atomic disorder can results in antiferromagnetic coupling of the Mn atoms occupying different sublattices. Moreover, the carbon addition, used to improve phase stability and coercivity, leads to the deformation of the unit cell and can affect the Mn–Mn coupling. To clarify this question, a series of magnetic measurements and neutron diffraction (ND) experiments in a wide temperature range was carried out on the Mn55Al45 alloys doped with a small quantity of C. The materials were prepared by melt-spinning and subsequent annealing. Different methods of carbon introduction were tried, the best results were obtained by melting Mn and Al with Mn23C6. The structural and magnetic properties of the ferromagnetic and paramagnetic $\tau $ -phase as well as the precursor $\epsilon $ -phase were determined. The average magnetic moments on two sublattices were analyzed using the Weiss plot of the magnetometric data and the Rietveld refinement of the ND data. The dependence of the magnetic moments on the C content and temperature is reported. Ferrimagnetic behavior of the Mn–Al alloys with excess of manganese, caused by antiferromagnetic coupling and responsible for the decrease of magnetization with increase of Mn content, was confirmed.
Published: 2017
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30. Realization and characterization of instrumented power diode with aluminum RTD sensor – application to thermal impedance evaluation

Author: Laurent DUPONT, Mickael Petit, Yvan Avenas, Ibrahima KA, Electronique de Puissance et Intégration (SATIE-EPI), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-13-PRGE-0005,MEMPHIS,Suivi de l'Etat de Santé des Composants à Semi-Conducteurs de Puissance dans les Onduleurs Photovoltaïques(2013)
Subjects: 010302 applied physics, Wheatstone bridge, Materials science, business.industry, Thermal resistance, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 020208 electrical & electronic engineering, Electrical engineering, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Power (physics), law.invention, Reliability (semiconductor), law, Power module, Power electronics, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electronic engineering, Resistance thermometer, Electrical and Electronic Engineering, business, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Diode
Abstract: Semiconductor devices incorporated into power electronics systems are proven to be highly sensitive to their thermal environment. Thus, temperature measurement is a key concern when it comes to reliability of power modules. Some Thermo-Sensitive Electrical Parameters (TSEPs) are used to evaluate online temperature of semiconductor components, in operating conditions of power converters. However, the accuracy and the reliability of those TSEPs are not yet fully demonstrated. To overcome this drawback, a power instrumented diode was developed with a Resistance Temperature Detector (RTD) sensor integrated on its top metal surface. This validation tool is characterized in this paper under constant power dissipation. The embedded RTD sensor is conditioned in a resistance bridge circuit. A dynamic characterization of a realistic power module is performed through thermal impedance evaluation. A comparative study is carried out to discuss the static and dynamic performances of the RTD sensor and those of ...
Published: 2017
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31. Investigation of irreversible demagnetisation in switched flux permanent magnet machines under short‐circuit conditions

Author: Petrica Taras, Zi-Qiang Zhu, Javier Ojeda, Guang-Jin Li, Mohamed Gabsi, Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, Engineering, business.industry, 020208 electrical & electronic engineering, Demagnetizing field, Electrical engineering, [SPI.MECA.VIBR]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Vibrations [physics.class-ph], 02 engineering and technology, Mechanics, Fault (power engineering), 01 natural sciences, Finite element method, Magnetic flux, Magnet, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electrical and Electronic Engineering, Current (fluid), MATLAB, business, computer, Short circuit, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, computer.programming_language
Abstract: The irreversible magnet demagnetization phenomena are investigated in this paper\ud ,\ud under \ud both \ud healthy and short -\ud circuit conditions for a switched flux permanent magnet (SFPM) machine. The \ud temperature effects on permanent magnet material are taken into account and the influence of short\ud -\ud circuit \ud current over demagnetization is evaluated. In order to \ud calculate the short\ud -\ud circuit current (mainly inter\ud -\ud turn \ud short\ud -\ud circuit), the MATLAB/Simulink model has been employed. The aforementioned short\ud -\ud circuit current \ud is then fed to the finite element model, so the demagnetization analysis can be carried out. \ud Variou\ud s fault \ud scenarios are investigated, including high speeds and high fault severity. \ud It is found that the short\ud -\ud circuit \ud current has li\ud mited\ud effect on the magnet demagnetization due to particular features of the SFPM machines. \ud The mechanism of demagnetization\ud has been revealed and found out to be mainly due to temperature rise \ud and poor PM materials\ud utilization\ud . Experiments have been carried out to validate \ud the \ud MATLAB/Simulink \ud model for short\ud -\ud circuit current predictions.
Published: 2017
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32. Nitrogenation and sintering of (Nd-Zr)Fe10Si2 tetragonal compounds for permanent magnets applications

Author: M. Gjoka, George C. Hadjipanayis, J. S. Garitaonandia, Alexandre Pasko, Alex Aubert, A.M. Schönhöbel, A. Martín-Cid, J.M. Barandiarán, Sofoklis S. Makridis, Frederic Mazaleyrat, Dimitrios Niarchos, BCMaterials Edificio [Derio, Espagne], BCMaterials Edificio, University of the Basque Country [Bizkaia] (UPV/EHU), National Center for Scientific Research 'Demokritos' (NCSR), University of Patras [Patras], Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and University of Delaware [Newark]
Subjects: Materials science, Mechanical Engineering, Metals and Alloys, Pellets, Analytical chemistry, Spark plasma sintering, Sintering, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Magnetic anisotropy, Tetragonal crystal system, Mechanics of Materials, Metastability, Magnet, Materials Chemistry, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Curie temperature, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; Nd(1-x)Zr(x)Fe10Si2 alloys have been prepared in the tetragonal ThMn12-type structure by arc-melting and melt-spinning and then nitrogenated to improve their magnetic properties. For x = 0.4 and 0.6 the Curie temperature and magnetic anisotropy fields increase from 280-300 ºC to about 390 ºC and from 2.8-3 T to 4.5-5 T respectively. The saturation magnetization remains almost unchanged. The nitrogenated powders were processed by spark plasma sintering (SPS) leading to compact pellets, which retain the full nitrogen content and magnetic properties up to 600 ºC, but segregated Fe-Si at elevated temperatures. Nitrogenation and SPS processing are, therefore, appropriate for sintering metastable materials such as (Nd,Zr)Fe10Si2 into compact material without loosing functional properties. This opens a way towards a new family of permanent magnets, lean of critical raw materials.
Published: 2019
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33. Thermal simulations of SiC MOSFETs under short- circuit conditions: influence of various simulation parameters

Author: Yoann Pascal, Mickael Petit, Denis Labrousse, François Costa, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Electronique de Puissance et Intégration (SATIE-EPI), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), ANR-15-CE05-0010,HIT-TEMS,Nouvelle technologie d'intégration hybride d'un convertisseur entrelacé multiniveaux sûr et reconfigurable sous contraintes thermiques et CEM(2015), PASCAL, Yoann, and Nouvelle technologie d'intégration hybride d'un convertisseur entrelacé multiniveaux sûr et reconfigurable sous contraintes thermiques et CEM - - HIT-TEMS2015 - ANR-15-CE05-0010 - AAPG2015 - VALID
Subjects: modelling, SiC, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, [SPI.MECA.THER]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Thermics [physics.class-ph], short-circuit, [SPI.TRON] Engineering Sciences [physics]/Electronics, [SPI.MECA.THER] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Thermics [physics.class-ph], [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power, thermal simulation, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: International audience; The temperature distribution in a Silicon Carbide (SiC) MOSFET during a destructive short-circuit is simulated using a custom 1D-finite difference model implemented using Matlab. Some of the main assumptions usually put forward in the literature dealing with this kind of simulations are tested in this paper. We show that some of those simplifications (model of the heat source, die top-side boundary conditions, etc.), sometime in-spite of common sense, have a great impact on the simulated temperature.
Published: 2019

34. Study of the Impedance of the Bypassing Network of a Switching Cell – Influence of the Positioning of the Decoupling Capacitors

Author: Francois Costa, Mickael Petit, Yoann Pascal, Denis Labrousse, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Electronique de Puissance et Intégration (SATIE-EPI), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), ANR-15-CE05-0010,HIT-TEMS,Nouvelle technologie d'intégration hybride d'un convertisseur entrelacé multiniveaux sûr et reconfigurable sous contraintes thermiques et CEM(2015), PASCAL, Yoann, and Nouvelle technologie d'intégration hybride d'un convertisseur entrelacé multiniveaux sûr et reconfigurable sous contraintes thermiques et CEM - - HIT-TEMS2015 - ANR-15-CE05-0010 - AAPG2015 - VALID
Subjects: Materials science, 02 engineering and technology, Decoupling capacitor, law.invention, decoupling, overvoltage, law, Derating, switching cell, Hardware_INTEGRATEDCIRCUITS, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, switching transient, Electrical impedance, bypass, high speed switching, DC-link capacitor, business.industry, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 020208 electrical & electronic engineering, Transistor, Electrical engineering, Converters, 021001 nanoscience & nanotechnology, [SPI.TRON] Engineering Sciences [physics]/Electronics, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, Capacitor, Overvoltage, GaN transistor, 0210 nano-technology, business, Decoupling (electronics), [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract: International audience; Mechanisms responsible for ringing and oscillations in power converters at transistors turn-offs are, first, studied using small signal modelling. It is explained why a 50 % derating must be applied to high-speed transistors. Experimental measurements validate the analytical predictions. The influence of the distance between a switching cell and its decoupling capacitors is then studied; it appears that using a low-inductance – though simple – layout results in a stray inductance as low as 11 nH when the capacitor is 30 cm away from the switching cell, enabling degrees of freedom for thermal management.
Published: 2019
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35. Optimizing Magnetocaloric Material for Thermomagnetic Energy Harvesting

Author: Lobue, Martino, Almanza, Morgan, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), and Lo Bue, Martino
Subjects: Pyromagnetic effect, [PHYS]Physics [physics], [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, [SPI.ELEC] Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, Magnetocaloric effect, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Thermodynamics, Caloric Materials, Energy conversion, [PHYS.COND.CM-MS] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS] Physics [physics]
Abstract: International audience
Published: 2019

36. New solution of the partial differential equation of the grain groove profile problem in the case of evaporation/condensation

Author: Tayssir Hamieh, Zoubir Khatir, Ali Ibrahim, Technologies pour une Electro-Mobilité Avancée (SATIE-TEMA), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: METALLISATION, Energy science and technology, lcsh:R, [SPI.MECA.MEMA]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanics of materials [physics.class-ph], lcsh:Medicine, lcsh:Q, DEGRADATION, lcsh:Science, Applied mathematics, GRAIN GROOVE, Article, Materials science
Abstract: This paper constitutes a new contribution on the resolution of Mullins problem in the case of the evaporation-condensation and gives an exact and explicit solution of the second partial differential equation relative to the geometric profile of the grain boundary grooving. New analytical expressions of the solution, the groove profile, the derivative and the groove deep were obtained:\documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$$\begin{array}{c}y{\boldsymbol{(}}x{\boldsymbol{,}}t{\boldsymbol{)}}{\boldsymbol{=}}{\boldsymbol{-}}\,\sqrt{\pi Ct}\,sin\,\theta \,{\boldsymbol{[}}erfc{\boldsymbol{(}}\frac{x}{{\bf{2}}\sqrt{Ct}}{\boldsymbol{)}}{\boldsymbol{+}}{\boldsymbol{\sum }}_{n{\boldsymbol{=}}{\bf{1}}}^{\infty }\,\frac{{\boldsymbol{(}}{\bf{2}}n{\boldsymbol{)}}{\boldsymbol{!}}}{{{\boldsymbol{(}}n{\boldsymbol{!}}{\boldsymbol{)}}}^{{\bf{2}}}{{\bf{2}}}^{{\bf{2}}n}\,\sqrt{{\bf{3}}n}}\,si{n}^{{\bf{2}}n}\theta \,{\boldsymbol{(}}erfc{\boldsymbol{(}}\frac{x\sqrt{{\bf{3}}n}}{{\bf{2}}\sqrt{ct}}{\boldsymbol{)}}{\boldsymbol{)}}{\boldsymbol{]}}\\ y{\boldsymbol{{\prime} }}{\boldsymbol{(}}x{\boldsymbol{,}}t{\boldsymbol{)}}{\boldsymbol{=}}{\boldsymbol{+}}\,\frac{\sin \,\theta }{\sqrt{{e}^{{x}^{{\bf{2}}}{\boldsymbol{/}}{\boldsymbol{(}}{\bf{2}}ct{\boldsymbol{)}}}{\boldsymbol{-}}si{n}^{{\bf{2}}}\theta }}\,{\rm{and}}\,{\varepsilon }_{{\bf{0}}}{\boldsymbol{(}}\theta {\boldsymbol{)}}{\boldsymbol{=}}\sqrt{\pi ct}\,\sin \,\theta \,{\boldsymbol{[}}1{\boldsymbol{+}}{\boldsymbol{\sum }}_{n{\boldsymbol{=}}1}^{\infty }\frac{{\boldsymbol{(}}{\bf{2}}n{\boldsymbol{)}}{\boldsymbol{!}}}{{{\boldsymbol{(}}n{\boldsymbol{!}}{\boldsymbol{)}}}^{{\bf{2}}}{{\bf{2}}}^{2n}\sqrt{3n}}si{n}^{2n}\theta {\boldsymbol{]}}\end{array}$$\end{document}y(x,t)=−πCtsinθ[erfc(x2Ct)+∑n=1∞(2n)!(n!)222n3nsin2nθ(erfc(x3n2ct))]y′(x,t)=+sinθex2/(2ct)−sin2θandε0(θ)=πctsinθ[1+∑n=1∞(2n)!(n!)222n3nsin2nθ]It was proved that the found solution gave more accurate results relative to those obtained by Mullins that neglected the first derivative (|y′| ≪ 1) relative to 1. The results obtained by this new solution can be advantageously used to give more precise solution of the general problem when combining the two phenomena relative to the evaporation-condensation and the surface diffusion in thin polycrystalline films.
Published: 2019
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37. Constant ΔTj Power Cycling Strategy in DC Mode for Top-Metal and Bond-Wire Contacts Degradation Investigations

Author: TRAN, Son-Ha, KHATIR, Zoubir, LALLEMAND, Richard, Ibrahim, Ali, OUSTEN, Jean Pierre, Ewanchuk, Jeffrey, MOLLOV, Stefan V, Technologies pour une Electro-Mobilité Avancée (SATIE-TEMA), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Mitsubishi Electric R&D Centre Europe [France] (MERCE-France), and Mitsubishi Electric [France]
Subjects: POWER CYCLING, WIRE-BOND, INSULATED GATE BIPOLAR TRANSISTOR IGBT, ACCELERATED AGEING, TEST STRATEGY, LIFETIME MODEL, JUNCTION TEMPERATURE SWING, DEGRADATION, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: The study of the impact of junction temperature swings ("Tj) on degradation mechanisms during power cycling tests (PCTs) requires both a control of the applied thermal stress and a separation of degradation modes. The first requirement can be obtained by using a "constant "Tj" power cycling strategy that allows to minimize the cross-interactions between the influencing factors. The second one is made by using a dedicated power module well-suited for targeting only the chips top-side degradations (metallization and bond wire contacts). In this paper, a constant "Tj strategy by gate voltage regulation is performed for power cycling tests in DC-mode. The tested modules are ideally designed for top-metal and bond-wire contacts degradation investigations. From ageing indicator on the collector-emitter voltage (VCE), the results clearly show that three regimes of degradation occur systematically at the IGBT chips top-side, whatever the stress conditions. Moreover, comparative results in 'constant "Tj' and conventional 'constant "I' PCT strategies have shown that the feedback between stresses and damages encountered in the second strategy is more important for low "Tj values than for high "Tj values. In addition, results show that in case of high stresses, the 'constant "Tj' strategy with Vge regulation, gives values close to a 'constant "I' strategy but that the extrapolation towards low values of "Tj can be questionable for the 'constant "Tj' strategy.
Published: 2019
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38. Stress-based Model for Lifetime Estimation of Bond-Wire Contacts using Power Cycling Tests and Finite Element Modelling

Author: Nausicaa Dornic, Son Ha Tran, Richard Lallemand, Ali Ibrahim, Zoubir Khatir, Jean-Pierre Ousten, Stefan Mollov, Jeffrey Ewanchuk, Technologies pour une Electro-Mobilité Avancée (SATIE-TEMA), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Mitsubishi Electric R&D Centre Europe [France] (MERCE-France), and Mitsubishi Electric [France]
Subjects: Wire bonding, TENSION, ACCELERATED AGEING, POWER MODULE, Energy Engineering and Power Technology, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Power law, JUNCTION TEMPERATURE, Stress (mechanics), TRANSISTOR BIPOLAIRE A GRILLE ISOLEE, POWER CYCLING, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electrical and Electronic Engineering, LIFETIME MODEL, 010302 applied physics, Physics, Condensed matter physics, WIRE-BOND, 020208 electrical & electronic engineering, Coupling (probability), Finite element method, FINITE ELEMENT MODELING, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, Amplitude, Power module, Power cycling
Abstract: In this paper, a lifetime model for bond wire contacts of insulated gate bipolar transistors (IGBT) power modules is reported. This model is based on power cycling tests obtained under accelerated conditions, and a finite-element model taking into account the electrical, thermal, and mechanical coupling. It allows us to estimate the bond wire lifetime for a large scale of junction temperature swing amplitudes ( $ {\Delta }T_{j}$ ) and stress durations ( $t_{\mathrm{\scriptscriptstyle ON}}$ ). To build it, a numerical design of experiment was performed in both high and low stress values ( $\Delta T_{j}$ ). Then, a strain-life curve has been constructed where the average strain values on a defined volume around the contact areas between top-metallization and the most exposed bond wires to fatigue and lift-off have been used. As a result, it has been shown that the total strain is linearly dependent with $\Delta T_{j}$ and power law dependent with $t_{\mathrm{\scriptscriptstyle ON}}$ . The combination of the strain-life relation and the strain dependency with stress parameters leads to the lifetime relationship. The obtained lifetime model has been satisfactorily validated with some additional experimental points obtained from literature and with a large range of values for $t_{\mathrm{\scriptscriptstyle ON}}$ . This methodology can be easily replicated to other structures and is quite generic.
Published: 2019
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39. Energy management of a thermally coupled fuel cell system and metal hydride tank

Author: Djafar Chabane, Mona Ibrahim, Omar Elkedim, Abdesslem Djerdir, Fabien Harel, Denis Candusso, Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) (FEMTO-ST), Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Surrey (UNIS), Eco-gestion des systèmes énergétiques pour les transports (IFSTTAR/AME/Eco7), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon, Technologies pour une Electro-Mobilité Avancée (SATIE-TEMA), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Projet OenVHy : Optimisation énergétique d'un Véhicule à Hydrogène utilisant un stockage basse pression, Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques (ENSMM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), University of Surrey, and Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)
Subjects: PILE A COMBUSTIBLE, Materials science, Hydrogen, Exothermic process, HYDROGEN TANK, Intermetallic, Energy Engineering and Power Technology, chemistry.chemical_element, Proton exchange membrane fuel cell, ENERGIE, 02 engineering and technology, 010402 general chemistry, 7. Clean energy, 01 natural sciences, [SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, Hydrogen storage, [SPI]Engineering Sciences [physics], Operating temperature, THERMAL COUPLING, ENERGY MANAGEMENT, [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SPI.ACOU]Engineering Sciences [physics]/Acoustics [physics.class-ph], COUPLAGE, [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Mechanics of the fluids [physics.class-ph], Renewable Energy, Sustainability and the Environment, business.industry, Hydride, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, FUEL CELL, 0104 chemical sciences, Renewable energy, Fuel Technology, Chemical engineering, chemistry, HYDROGENE, [PHYS.MECA.THER]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Thermics [physics.class-ph], 0210 nano-technology, business
Abstract: International audience; Being produced from renewable energy, hydrogen is one of the most efficient energy carriers of the future. Using metal alloys, hydrogen can be stored and transported at a low cost, in a safe and effective manner. However, most metals react with hydrogen to form a compound called metal hydride (MH). This reaction is an exothermic process, and as a result releases heat. With sufficient heat supply, hydrogen can be released from the as-formed metal hydride. In this work, we propose an integrated power system of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) together with a hydride tank designed for vehicle use. We investigate different aspects for developing metal hydride tanks and their integration in the PEMFC, using water as the thermal fluid and a FeTi intermetallic compound as the hydrogen storage material. Ground truth simulations show that the annular metal hydride tank meets the hydrogen requirements of the fuel cell, but to the detriment of the operating temperature of the fuel cell (FC).
Published: 2019
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40. Thermal energy harvesting system based on magnetocaloric materials

Author: Martino Lobue, Frederic Mazaleyrat, Morgan Almanza, Alexandre Pasko, Smail Ahmim, Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010302 applied physics, Materials science, Cantilever, Magnetic energy, Electric potential energy, Mechanical engineering, 02 engineering and technology, Thermomagnetic convection, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Piezoelectricity, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Magnetization, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, 0103 physical sciences, Magnetic refrigeration, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], 0210 nano-technology, Instrumentation, Mechanical energy
Abstract: We numerically study the design of a thermomagnetic generator aimed to convert a heat flow into electrical energy. The device uses the variation of magnetization of a magnetocaloric material (MCM) along a cyclic transformation between the hot and the cold sources. The magnetic energy is transformed into mechanical energy via the magnetic forces and eventually into electrical energy through an electromechanical transducer. Firstly, we work-out the optimal size of the cantilever in order to achieve the self-oscillation of the MCM between the two heat sources. Eventually, using finite element calculations, we compare the efficiency of a piezoelectric transducer (PZT 5a) with that of a set of coils in order to convert the mechanical into electrical energy. The piezoelectrics and the coils recover 0.025% and 0.018% respectively of the available mechanical energy (116 mJ/cm3). The possible strategies to achieve a better performance are discussed in theconclusion.
Published: 2019
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41. A Method for Accelerated Aging Tests of Power Modules for Photovoltaic Inverters Considering the Inverter Mission Profiles

Author: Dbeiss, Mouhannad, Avenas, Yvan, Zara, Henri, Dupont, Laurent, Al Shakarchi, Franck, Institut National de L'Energie Solaire (INES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire de Génie Electrique de Grenoble (G2ELab), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Technologies pour une Electro-Mobilité Avancée (SATIE-TEMA), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), MEMPHIS ANR-13-PRGE-0005-01 PROGELEC project, ANR-13-PRGE-0005,MEMPHIS,Suivi de l'Etat de Santé des Composants à Semi-Conducteurs de Puissance dans les Onduleurs Photovoltaïques(2013), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)
Subjects: Materials science, 020208 electrical & electronic engineering, Photovoltaic system, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, 02 engineering and technology, Temperature cycling, Semiconductor device, 7. Clean energy, Accelerated aging, ENERGIE RENOUVELABLE, Automotive engineering, Power (physics), [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, VOLTAGE SOURCE INVERTER VSC, THERMAL CYCLING, Power module, FIABILITE, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Power cycling, MISSION PROFILE, Inverter, Electrical and Electronic Engineering
Abstract: This paper presents a new method for the accelerated ageing tests of power semiconductor devices in photovoltaic inverters. Mission profiles are analysed: output current and ambient temperature are extracted over several years from multiple photovoltaic plants located in France. It is then proposed to create a particular ageing profile which takes into account not only the different constraints of the application of the photovoltaic inverters (high-frequency switching and sinusoidal-shaped current), but also reproduces a typical profile of the output current of photovoltaic inverters. Similarly, the ambient temperature varies as in the real application. By applying current injections with relatively long durations, the DBC (Direct Bonded Copper) substrates and the coolers are subjected to high temperature swings. This method should show better representation of the thermal behavior of DC/AC inverters used in photovoltaic applications, and is expected to show more representative results than traditional power cycling, thus reducing the favoring of certain failure modes to the detriment of others.
Published: 2019
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42. Comparison between two braking control methods integrating energy recovery for a two-wheel front driven electric vehicle

Author: Alexandre De Bernardinis, Khaled Itani, Zoubir Khatir, Ahmad Jammal, Institut supérieur des sciences appliquées et économiques - CNAM Liban (ISSAE-CNAM Liban), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), Technologies pour une Electro-Mobilité Avancée (SATIE-TEMA), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Ministry of Higher Education
Subjects: Engineering, business.product_category, ELECTRIC VEHICLE, 020209 energy, Energy Engineering and Power Technology, 02 engineering and technology, Retarder, Automotive engineering, 0203 mechanical engineering, Dynamic braking, Control theory, Electric vehicle, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, FREIN, Threshold braking, Electronic brakeforce distribution, Engine braking, Renewable Energy, Sustainability and the Environment, business.industry, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, ENERGIE ALTERNATIVE, 020302 automobile design & engineering, Fuel Technology, Nuclear Energy and Engineering, Regenerative brake, Slip ratio, business, VEHICULE ELECTRIQUE
Abstract: This paper presents the comparison between two braking methods for a two-wheel front driven Electric Vehicle maximizing the energy recovery on the Hybrid Energy Storage System. The first method consists in controlling the wheels slip ratio while braking using a robust sliding mode controller. The second method will be based on ECE R13H constraints for an M1 passenger vehicle. The vehicle model used for simulation is a simplified five degrees of freedom model. It is driven by two 30 kW permanent magnet synchronous motor (PMSM) recovering energy during braking phases. Several simulation results for extreme braking conditions will be performed and compared on various road type surfaces using Matlab/Simulink®. For an initial speed of 80 km/h, simulation results demonstrate that the difference of energy recovery efficiency between the two control braking methods is beneficial to the ECE constraints control method and it can vary from 3.7% for high friction road type to 11.2% for medium friction road type. At low friction road type, the difference attains 6.6% due to different reasons treated in the paper. The stability deceleration is also discussed and detailed.
Published: 2016
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43. Optimization of multiroute synthesis for polyaniline-barium ferrite composites

Author: Frederic Mazaleyrat, Wadia Dhaoui, Tayssir Ben Ghzaiel, Alexander Pasko, Unité de Chimie Minérale Appliquée, Faculté des Sciences de Tunis, Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: chemistry.chemical_classification, Thermogravimetric analysis, Materials science, [CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry, 02 engineering and technology, Polymer, equipment and supplies, 010402 general chemistry, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, chemistry.chemical_compound, [CHIM.POLY]Chemical Sciences/Polymers, chemistry, Polymerization, Polyaniline, Volume fraction, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Ferrite (magnet), General Materials Science, Thermal stability, Composite material, 0210 nano-technology, Barium ferrite
Abstract: International audience; A comparative study of physicochemical and magnetic properties of Polyaniline-BaFe12O19 composites prepared by Solid-Based Polymerization (SBP) and by Aqueous-Based Polymerization (ABP) is carried out. The composites obtained by the latter method underwent a grinding to study the influence of shear stress. Thus, in a systematic approach, an investigation of stirring effect was done by synthesizing these composites using aqueous-based polymerization but without mechanical stirring. Different mass ratio of BaFe12O19 was used to explore their impact on composites properties. X-ray diffraction, FTIR, SEM, TGA, conductivity and vibrating sample magnetometer measurements were performed. Structural andmorphological investigations confirmed the presence of polyaniline and barium hexaferrite phase, which were in interaction in the composites regardless the polymerization route. The powder obtained by solid-based pathway revealed distinct particles with uniform distribution for various compositions (wt.%) of BaFe12O19 in Pani, while the composites obtained by aqueous-based polymerization presented agglomerated nanostructures. Thermogravimetric analysis exhibited an improved thermal stability for Pani-BaFe 12O19 obtained by solid-based route. The electric conductivity has displayed decreasing trend of DC conductivity with the increase of BaFe12O19 particles in the polymer matrix. Magnetic studies showed a ferromagnetic behaviour for all composites. The saturation magnetization monotonously increased with the increasing of BaFe12O19 amount. The magnetic properties of the powders were mainly related to the hexaferrite loading which was determined using measured magnetic data. These results revealed that magnetization saturation was dependent of volume fraction of ferrite in the composites which wassignificantly affected by the reaction medium and mechanical stirring. The powders obtained by solid-based polymerization manifested enhanced magnetic characteristics. The solventless reaction medium contributed to the increase of volume fraction of ferrite in the composite compared to the aqueous reaction medium. Moreover, the mechanical stirring during aqueous-based polymerization had an important influence on the volume fraction of ferrite since it prevented the dissolution of BaFe12O19 particles.
Published: 2016
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44. Power cycling issues and challenges of SiC-MOSFET power modules in high temperature conditions

Author: Richard Lallemand, Ali Ibrahim, Zoubir Khatir, Jean-Pierre Ousten, Technologies pour une Electro-Mobilité Avancée (SATIE-TEMA), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: MODULE, Materials science, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, 7. Clean energy, chemistry.chemical_compound, Electric power system, Reliability (semiconductor), 0103 physical sciences, MOSFET, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Silicon carbide, Electronic engineering, Electrical and Electronic Engineering, Safety, Risk, Reliability and Quality, HAUTE TEMPERATURE, 010302 applied physics, 020208 electrical & electronic engineering, Condensed Matter Physics, Engineering physics, Atomic and Molecular Physics, and Optics, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Threshold voltage, chemistry, Power module, RELIABILITY, ELECTRONIQUE DE PUISSANCE, Power cycling, Junction temperature, COMPOSANT ELECTRONIQUE
Abstract: Silicon carbide (SiC) MOSFETs power modules are very attractive devices and are already available in the market. Nevertheless, despite technological progress, reliability remains an issue and reliability tests must be conducted to introduce more widely these devices into power systems. Because of trapping/de-trapping phenomena at the SiC/SiO 2 interface that lead to the shift of threshold voltage, test protocols based on silicon components cannot be used as is, especially in high temperature conditions. Using high temperature SiC MOSFET power modules, we highlight the main experimental difficulties to perform power cycling tests. These reversible physical mechanisms preclude the use of temperature sensitive parameters (TSEP) for junction temperature measurements, so we set up fiber optic temperature sensors for this purpose. Moreover, these degradation phenomena lead to difficulties in both controlling the test conditions and seeking for reliable aging indicator parameters. Finally, a power cycling test protocol at high temperature conditions is proposed for such devices.
Published: 2016
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45. Increase of magnetic and magnetoelectric properties in Co/Mn co-doped BiFeO3 multiferroic

Author: Arij Marzouki, V. Loyau, Brahim Dkhil, Adel Megriche, P. Gemeiner, Lotfi Bessais, Université de Tunis El Manar (UTM), Laboratoire Structures, Propriétés et Modélisation des solides (SPMS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences des Procédés et des Matériaux (LSPM), Institut Galilée-Université Sorbonne Paris Cité (USPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sorbonne Paris Nord, Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (ICMPE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)
Subjects: 010302 applied physics, Ionic radius, Materials science, Magnetic moment, Analytical chemistry, 02 engineering and technology, 021001 nanoscience & nanotechnology, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Ferroelectricity, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Magnetization, Phase (matter), 0103 physical sciences, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Antiferromagnetism, Multiferroics, Electron configuration, 0210 nano-technology
Abstract: International audience; Co and Mn co-doped BiFeO3 samples are successfully realized using a stirred hydrothermal route to form BiFe0.9CoxMn0.1-xO3 (for x=0.01, 0.03, 0.05, 0.07 and 0.09) system. Our data show that both the ferroelectric (TC) and antiferromagnetic (TN) transition temperatures increase especially TN varies by up to 23°C when changing from BiFe0.9Co0.01Mn0.09O3 to BiFe0.9Co0.09Mn0.01O3. Such strong TN enhancement is explained by Co ionic size which induces a chemical pressure by reducing the unit cell and consequently favor the exchange coupling between the magnetic moments carried by Fe/Co/Mn. Moreover, Co 3+ (d 6 electronic configuration) by replacing Fe (d 5) increases the magnetization reaching a value of 3.394 emu/g for BiFe0.9Co0.09Mn0.01O3, by favoring double exchange interactions. The direct magnetoelectric (ME) measurements on those samples show a significant increase of the ME coefficient with a value of 8.720 mV/(Oe.cm) for BiFe0.9Co0.05Mn0.05O3 i.e. up to 6 times higher than that of pure BiFeO3. For Mn-rich compositions, because of a parasitic Bi25FeO40 phase and high electric losses, no intrinsic ME coefficient could be measured.
Published: 2020
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46. Thermal mapping at the cell level of chips in power modules through the silicone gel using thermoreflectance

Author: Y. Metayrek, Zoubir Khatir, T. Kociniewski, Technologies pour une Electro-Mobilité Avancée (SATIE-TEMA), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMAC), and Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Materials science, Optical fiber, 02 engineering and technology, Dielectric, IGBT MODULE, POWER DEVICE, 01 natural sciences, Temperature measurement, law.invention, chemistry.chemical_compound, Silicone, law, Power electronics, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electrical and Electronic Engineering, Safety, Risk, Reliability and Quality, 010302 applied physics, business.industry, 020208 electrical & electronic engineering, Insulated-gate bipolar transistor, equipment and supplies, Condensed Matter Physics, Chip, Atomic and Molecular Physics, and Optics, THERMAL CHARACTERIZATION, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, Surfaces, Coatings and Films, Electronic, Optical and Magnetic Materials, chemistry, Power module, Optoelectronics, business
Abstract: Silicone gel is used in power electronics in order to provide a chemical protection and dielectric insulation in insulated gate bipolar transistor (IGBT) power modules. This gel prevents the direct mapping of surface temperature measurements of the component by classical infrared means. The temperature maps inside IGBT modules are usually performed after removal of the silicone gel which does not allow their operation in real environment. In this paper, we explore the ability of thermoreflectance to overcome this limitation in measuring the temperature surface of an IGBT chip through the silicone gel. Thermoreflectance is a non-contact technique, which measures temperature variation through reflectivity variation measurement. Using a “mean” calibration coefficient determinates from optical fiber thermal measurements, thermal images of IGBT modules with and without silicone gel can be compared. Preliminary results indicate that thermoreflectance enables the measurement of surface temperature change on high power IGBT modules with silicone gel and temperature distribution is affected by the presence of the gel.
Published: 2020
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47. Study of the Energy Conversion Chain in a Thermomagnetic Generator

Author: Ahmim, Smail, Almanza, Morgan, Pasko, Oleksandr, Mazaleyrat, Frédéric, Lobue, Martino, Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Funktionale Materialien, TU Darmstadt
Subjects: energy harvesting, thermomagnetic generator, magnetocaloric materials, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci]
Abstract: International audience; Thermomagnetic generators designed to scavenge electrical energy from a heat flow can be designed following different conversion chains. Here we numerically study a device based on a three steps conversion, from magnetic towards kinetic, and eventually electrical energy. This chain is assured by a magnetocaloric material (MCM) as active substance moving between the heat reservoirs on an elastic beam (polypropylene: 60.6 x 26.6 x 1.2 mm 3) designed to obtain an auto-oscillating system. The cantilever kinetic energy is recovered using piezoelectric patches (PZT 5a). After optimization of the patches size, our simulations give an output energy density of 0.03 mJcm-3. To achieve a further optimization we investigate the possibility to use the piezoelectric material both as a transducer and as an actuator to have a better control of the working thermodynamic cycle. In this way we show that an energy density up to 60.46 mJcm-3 can be achieved.
Published: 2018
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48. Optimisation mécatronique de multiplicateurs magnétiques pour le grand éolien

Author: Desvaux, Melaine, École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Bretagne Loire (UBL), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure de Rennes, and Abdel Hamid Ben Ahmed
Subjects: Optimization, Wind Turbine, Magnetic Gear, Optimisation, Mécatronique, Mechatronics, Eolien, Multiplicateurs magnétiques, [SPI.MECA.GEME]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanical engineering [physics.class-ph]
Abstract: Non communiqué.; Afin d’optimiser le coût des éoliennes, on choisit souvent d’insérer entre la turbine et la génératrice un multiplicateur de vitesse mécanique à engrenages. Son intérêt est de réduire le coût de la génératrice électrique via la réduction de son couple mécanique. Malheureusement, les multiplicateurs mécaniques sont sujet à des défaillances qui augmentent le coût de fonctionnement de l’éolienne. Ainsi les coûts de maintenance peuvent devenir si importants que certains industriels cherchent à se passer de ce composant, tout particulièrement dans les applications offshore.Parmi les solutions alternatives aux chaînes de conversion à multiplicateur mécanique, une voie innovante consiste à remplacer le multiplicateur à engrenages par une technologie magnétique. Pour évaluer de façon pertinente une telle solution, il est indispensable d'adopter une approche transversale mécatronique considérant à la fois les aspects magnétiques et mécaniques. Une telle approche est originale et pour la mener à bien, il a été nécessaire de développer des modèles multi-physiques afin d’évaluer les performances. Ainsi, les travaux de cette thèse ont porté sur l'élaboration de modèles électromagnétiques, mécaniques et thermiques de deux architectures de multiplicateurs magnétiques. Pour mener à bien une optimisation globale, ces modèles doivent être très performants en termes de compromis temps de calcul / précision. Nous avons enfin réalisé une optimisation globale des parties magnétiques et mécaniques d'un multiplicateur magnétique pour éolienne multi-mégawatt et montré qu'une approche mécatronique permettait d'obtenir de meilleurs résultats qu'une méthode traditionnelle consistant à découpler les dimensionnements magnétiques et mécaniques.
Published: 2018

49. Optimisation mécatronique de multiplicateurs magnétiques pour le grand éolien

Author: Desvaux, Melaine, École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Bretagne Loire (UBL), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure de Rennes, and Abdel Hamid Ben Ahmed
Subjects: Optimization, Wind Turbine, Magnetic Gear, Optimisation, Mécatronique, Mechatronics, Eolien, Multiplicateurs magnétiques, [SPI.MECA.GEME]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Mechanical engineering [physics.class-ph]
Abstract: Non communiqué.; Afin d’optimiser le coût des éoliennes, on choisit souvent d’insérer entre la turbine et la génératrice un multiplicateur de vitesse mécanique à engrenages. Son intérêt est de réduire le coût de la génératrice électrique via la réduction de son couple mécanique. Malheureusement, les multiplicateurs mécaniques sont sujet à des défaillances qui augmentent le coût de fonctionnement de l’éolienne. Ainsi les coûts de maintenance peuvent devenir si importants que certains industriels cherchent à se passer de ce composant, tout particulièrement dans les applications offshore.Parmi les solutions alternatives aux chaînes de conversion à multiplicateur mécanique, une voie innovante consiste à remplacer le multiplicateur à engrenages par une technologie magnétique. Pour évaluer de façon pertinente une telle solution, il est indispensable d'adopter une approche transversale mécatronique considérant à la fois les aspects magnétiques et mécaniques. Une telle approche est originale et pour la mener à bien, il a été nécessaire de développer des modèles multi-physiques afin d’évaluer les performances. Ainsi, les travaux de cette thèse ont porté sur l'élaboration de modèles électromagnétiques, mécaniques et thermiques de deux architectures de multiplicateurs magnétiques. Pour mener à bien une optimisation globale, ces modèles doivent être très performants en termes de compromis temps de calcul / précision. Nous avons enfin réalisé une optimisation globale des parties magnétiques et mécaniques d'un multiplicateur magnétique pour éolienne multi-mégawatt et montré qu'une approche mécatronique permettait d'obtenir de meilleurs résultats qu'une méthode traditionnelle consistant à découpler les dimensionnements magnétiques et mécaniques.
Published: 2018

50. Technique innovante de contacts sur des puces de puissance enfouies dans du PCB : application à un redresseur de courant

Author: Yoann Pascal, Denis Labrousse, Mickael Petit, Stéphane Lefebvre, François Costa, Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lorraine [UL], Sciencesconf.org, CCSD, École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel, Electronique de Puissance et Intégration (SATIE-EPI), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Gustave Eiffel-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), ANR-15-CE05-0010,HIT-TEMS,Nouvelle technologie d'intégration hybride d'un convertisseur entrelacé multiniveaux sûr et reconfigurable sous contraintes thermiques et CEM(2015), and École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY)
Subjects: enfouissement de puce, pont de diodes, contact pressé, enfouissementPCB, packaging, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics]/Electric power, intégration PCB, convertisseur résonnant, enfouissement PCB, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, [SPI.NRJ] Engineering Sciences [physics]/Electric power
Abstract: International audience; Une interface de mousse métallique pressée est utilisée pour connecter la face avant d'une puce de puissance enfouie dans un circuit imprimé. Le procédé technique mis en œuvre est détaillé, des prototypes simples sont réalisés et caractérisés électriquement. Les performances électriques observées pour les composants enfouis avec le procédé proposé sont similaires à celle d'un boitier industriel standard utilisant des fils de bonding tandis que le procédé est aisé et peu coûteux à mettre en œuvre. Un démonstrateur est réalisé sous la forme d'un pont de diodes enfoui et incorporé dans un convertisseur résonnant fonctionnant à 174 kHz et délivrant 25 V-3A. Le principe de report de contact proposé se trouve validé par le bon fonctionnement du convertisseur.
Published: 2018

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