Modélisations et méthodes numériques pour l’intégration d’une solution de suivi de vieillissement d’un assemblage de puissance

• Main Author: Renaud, Antoine
• Other Authors: Bordeaux
• Language: fr
• Published: 2018
• Subjects: Modélisation; Méthodes numériques; Fiabilité; Suivi de vieillissement; Électronique de puissance; Modelling; Numerical methods; Reliability; Health monitoring; Power electronics
• Online Access: http://www.theses.fr/2018BORD0052/document

Ces travaux s’inscrivent dans le cadre du projet ANR "CAPTIF" (CAPTeurs innovants Intégrés et logiciels au coeur d’un dispositif d’électronique de puissance). Ce projet s’intéresse aux solutions de suivi de vieillissement en temps réel de modules d’électronique de puissance pour réduire les coûts de maintenance et augmenter la fiabilité des systèmes de conversion d’énergie.Les limitations des modèles de fiabilité actuels sont mises en évidence et conduisent à la recherche d’une approche plus représentative des mécanismes entraînant la défaillance des modules de puissance et à une remise en question du traditionnel nombre de cycles moyens avant défaillance en tant qu’outil de gestion de la fiabilité. À partir de l’identification des mécanismes de vieillissement des assemblages de puissance, une nouvelle méthodologie de modélisation est proposée pour caractériser la durée de vie résiduelle d’un module, en s’appuyant sur un indicateur d’endommagement énergétique. La fonction de corrélation entre cet indicateur de vieillissement et les données issues de capteurs embarqués est alors construite à l’aide de méthodes de régression numérique. Une mise en application sur un assemblage représentatif illustre l’intérêt de la méthodologie. === This work is part of the french Research National Agency project called "CAPTIF" (meaning"Innovative embedded sensors and software for power electronics devices"). This research project deals with power electronics health monitoring solutions in order to increase electric conversion devices reliability and decrease maintenance costs.Traditionnal reliability models limitations led to a reconsideration of life prediction methodsand mean time to failure as a reliability management tool for power electronics devices.An investigation to develop an approach more representative of failure mechanisms observed in power electronics devices was conducted. Based on ageing mechanisms of power electronics assemblies, an ageing indicator was proposed and used with a modelling methodology to characterise the residual life of a device exposed to thermal loads. The functional link between this ageing indicator and data provided by embedded sensors is approache dusing a numerical design of experiment and a response surface methodology. This modelling process is illustrated by an application to a simplified power assembly.