Conception et optimisation multiphysique d'un système de recharge inductive bidirectionnelle 22 kW à 85 kHz pour véhicule électrique avec adaptation active d'impédance.

La recharge inductive des véhicules électriques suscite un intérêt croissant en raison de ses avantages d'usage, de sécurité et d'intégration dans les futurs écosystèmes de mobilité électrifiée. L'absence de connecteur exposé, la simplicité du geste utilisateur, la réduction de l'usure mécanique et la compatibilité naturelle avec certaines fonctions avancées, notamment la recharge bidirectionnelle et l'intégration au réseau électrique, en font une technologie particulièrement attractive pour les véhicules particuliers comme pour certaines flottes automatisées. Le sujet de thèse proposé s'inscrit dans le cadre normatif des systèmes de recharge sans fil pour véhicules électriques, en particulier autour de la bande de fonctionnement à 85 kHz, visée par les standards SAE J2954 et IEC 61980. Malgré le nombre important des travaux réalisés dans le domaine de la recharge sans contact, plusieurs verrous limitent encore la diffusion de la recharge inductive de forte puissance. Le premier verrou est le maintien d'un haut rendement non seulement à puissance nominale, mais aussi à charge partielle, y compris en mode bidirectionnel. Le deuxième verrou concerne la robustesse aux variations de couplage magnétique, notamment lorsque le véhicule est mal positionné par rapport à l'émetteur au sol, ou lorsque la garde au sol varie. Le troisième verrou porte sur la compacité, le coût, la maîtrise thermique et les contraintes CEM. Enfin, la question de l'interopérabilité entre sous-ensembles sol et véhicule issus de fournisseurs différents demeure centrale pour un déploiement industriel crédible. Les architectures conventionnelles de recharge inductive reposent généralement sur des réseaux de compensation passifs accordés autour d'un point nominal de fonctionnement. Elles utilisent ensuite un redressement synchrone ou naturel côté véhicule. Cette approche fonctionne de manière satisfaisante dans un voisinage restreint du point de dimensionnement, mais elle montre rapidement ses limites dès que le couplage se dégrade, que la tension batterie varie fortement, ou que l'on cherche à maintenir de bonnes performances sur une large plage de puissance. Dans ces cas, l'impédance effectivement vue par le système résonant s'éloigne de la condition optimale, ce qui dégrade le rendement, augmente la valeur RMS de certains courants et rend plus difficile la maîtrise du comportement global du système de recharge. l'objectif de ce travail de thèse porte sur le développement d'une méthodologie de conception multiphysique pour la recharge inductive bidirectionnelle automobile, intégrant explicitement l'apport d'une adaptation active d'impédance. École doctorale : Electrical, Optical, Bio-physics and Engineering Direction : Mohamed BENSETTI Financement : CIFRE - ANRT (Agence Nationale Recherche Technologie)