laboratoire de génie électrique de paris

Transcription

LABORATOIRE
DE
GÉNIE ÉLECTRIQUE DE PARIS
École supérieure d’électricité - SUPELEC
Université Paris-Sud 11
Université Pierre et Marie Curie
Unité mixte de recherche du CNRS – UMR 8507
BILAN
de l’activité de recherche et des résultats obtenus par l’unité
2005 - 2008
Directeur : Frédéric BOUILLAULT
Tél : 01 69 85 16 31 / 16 32
Mél :
[email protected]
Fax : 01 69 41 83 18
Adresse postale :
LGEP-Supélec, 11 rue Joliot-Curie, Plateau de Moulon, 91192 GIF SUR YVETTE Cedex
LGEP- UMR 8507
1
Contractualisation vague D 2010-2013
Unité de recherche : dossier unique
BILAN
de l’activité de recherche et des résultats obtenus par l’unité
(Partie 1 : Bilan scientifique)
Le Laboratoire de Génie Electrique de Paris (LGEP-UMR 8507), qui a pris ce nom en 1968, compte
aujourd’hui 103 personnes, dont 53 doctorants ou post-doctorants. Son établissement de rattachement principal pour le
Ministère en charge de la recherche est Supélec; les universités Pierre & Marie Curie Paris 6 et Paris Sud 11 sont ses
deux établissements de rattachement secondaire. C’est par Supélec que transite donc l’essentiel de nos dotations de base
en provenance de ce ministère, contractualisé dans la vague D du quadriennal 2006-2009.
Les apports directs des universités se situent majoritairement au niveau des personnels :
- Pour ce qui est de l’université UPMC Paris 6, on décomptera en octobre 2008 : 8 enseignants-chercheurs rattachés à la
63e section du CNU (dont un éméritat), 3 personnels IATOS (dont un CDD), ainsi que 10 doctorants rattachés à l’école
doctorale SMAE.
- Pour ce qui est de l’université Paris Sud 11, on décomptera en octobre 2008: 16 enseignants-chercheurs rattachés à une
exception près à la 63e section du CNU, ainsi que 29 doctorants rattachés à l’école doctorale STITS.
- Pour ce qui est de l'université de Versailles, avec laquelle nous avons une convention d’association, on décompte 1
enseignant-chercheur rattaché à la 63e section du CNU.
De plus, l’université Paris 6 soutient financièrement le LGEP à travers deux dotations inscrites dans la vague C du
quadriennal 2005-2008 :
- Une dotation de base attribuée au LGEP sous forme de crédits de fonctionnement et d’équipement de l’UFR
d’Ingénierie à laquelle le LGEP est rattaché.
- Un PPF géré par le LGEP, qui met en œuvre un ensemble de collaborations avec le LEE (Paris 6) et le
LERMA (Paris 6 et Observatoire de Paris).
Ces relations fortes nous ont conduits tout naturellement de solliciter à nouveau une inscription du LGEP au quadriennal
2009-2012 de l’UPMC et à renouveler une demande de soutien financier spécifique sous forme d’un nouveau PPF qui
sera porté par le LGEP dans le domaine des « Imageurs térahertz innovants ».
URA du CNRS depuis sa création, le LGEP est devenu UMR 8507 lors du quadriennal vague D 1998 - 2001.
Ses thématiques de recherche, qui couvrent le spectre de l’« Electrical Engineering » au sens le plus large sont
développées au sein des cinq équipes, réparties depuis 2005 en deux départements (voir organigramme ci-dessous). Dans
le département MADELEC sont traités plus particulièrement les aspects liés aux matériaux et constituants pour
l’information et l’énergie électrique, alors que dans le département MOCOSEM on s’intéresse aux systèmes et outils
logiciels pour les mêmes domaines applicatifs. Des axes de recherche transverses intra département sur la microscopie
en champ proche et la modélisation des systèmes multiphysiques contribuent à assurer les interactions nécessaires à la
cohérence et à la coordination des activités au sein de chaque département. Un axe interdépartement sur la modélisation
aide aux rapprochements et aux collaborations entre équipes. Ainsi, de par sa structuration et de par la diversité de ses
chercheurs, le laboratoire est capable de développer des approches variées et complémentaires
(théorie/expérience/modélisation numérique) sur des problématiques allant du matériau au système, relevant du domaine
scientifique DS8 (SPI) ou du DS9 (STIC), et pour certaines à leur interface.
Afin d’assurer la cohérence avec le rattachement du LGEP au département ST2I du CNRS, nous sollicitons le
rattachement principal du laboratoire au DS9 du ministère, avec un rattachement secondaire au DS8 pour les activités
liées au génie électrique, dans le sens restreint du terme. Cette demande trouve aussi sa justification dans le nombre
sensiblement plus important de chercheurs et enseignants-chercheurs dont l’activité scientifique relève plutôt des
disciplines « STIC ».
LGEP- UMR 8507
2
Organigramme du laboratoire
La triple approche (théorie/expérience/modélisation numérique) de la recherche au laboratoire fait que le LGEP
est une des rares unités impliquées dans les deux RTRA du Sud de l’Ile de France : Triangle de la Physique et Digiteo.
Aux recherches académiques sont associées des recherches partenariales reconnues avec des acteurs du monde
économique qui conduisent le laboratoire a être un membre actif de l’Institut Carnot C3S.
De plus, les recherches liées à l’énergie électrique s’intègrent parfaitement dans celles menées au sein du
groupement SPEE labs, créé en 2005. Ce pôle est constitué de quatre laboratoires de l’Ile de France Sud (Département
Energie de Supélec, le LTN de l’Inrets, le SATIE de l’ENS de Cachan et le LGEP), dont les thématiques de recherche
sont actuellement largement complémentaires. Ces quatre laboratoires ont souhaité se rapprocher et coopérer dans le but
de constituer un pôle de recherche en génie électrique, présentant une meilleure visibilité aux plans national et
international. L’ensemble des actions menées au sein de ce groupement fera l’objet d’un bilan spécifique, annexé à celui
du laboratoire.
Au cours du présent quadriennal, le laboratoire a vu son effectif considérablement augmenter, ce dont on ne
peut que se réjouir même si force est de constater qu’actuellement nous sommes aux limites des capacités d’accueil. Le
nombre de doctorants et de post-doctorants a par exemple plus que doublé. Une des raisons essentielles est que nous
avons su nous adapter rapidement à l’évolution des modes de fonctionnement de la recherche en France et ainsi
diversifier les sources de financement des doctorants et des post doctorants. Un investissement spécifique a été fait
auprès des industriels (bourse CIFRE) et de la communauté européenne (Action Marie Curie). La qualiuté des doctorants
a pu être maintenu grâce à un recrutement international. Pas moins de 15 nationalités sont actuellement présentes au
laboratoire.
L’effectif global des enseignants chercheurs s’est également quant à lui fortement accru. Nous avons eu un
recrutement significatif dans les universités : 2 à l’Université Pierre et Marie Curie (1 PR à l’UFR d’ingénierie, 1 MCF
à l’EPU) et 8 à l’Université Paris Sud (1 PR à l’école d’Ingénieurs IFIPS, 1 MCF à l’UFR des Sciences d’Orsay et 6
enseignants à l’IUT de Cachan (2 PR, 4 MCF)). Notons que seuls trois des recrutements ont été internes et que deux
d’entre eux ont conduit aux promotions des plus justifiées de maîtres de conférences - Annick Dégardin et Said
Zouhdi - particulièrement actifs comme en témoignera le rapport d’activité.
En ce qui concerne l’évolution du personnel chercheur, nous regrettons de n’avoir eu qu’un seul nouvel entrant
depuis 1999. Persuadés de la qualité de plusieurs de nos candidats et de leur programme de recherche, nous n’avons
donc pas su en convaincre le comité national. Cette déception a été en partie atténuée par le fait que des chercheurs
confirmés - Jean-Paul Kleider et Lionel Pichon - qui assurent par ailleurs de lourdes responsabilités en particulier au sein
du laboratoire ont réussi le concours de directeurs de recherche. Espérons que rapidement, il en sera de même pour
LGEP- UMR 8507
3
d’autres chargés de recherche, je pense en particulier à Sophie Noel qui assure la responsabilité du département
MADELEC tout en menant une activité de recherche de tout premier plan sur une problématique originale liée aux
contacts électriques bas niveau.
Univ. chercheurs
permanents chercheurs
CNRS chercheurs
25,00
IATOS
personnel permanent ITA / IATOS
ITA
16
14
20,00
12
10
15,00
8
10,00
6
4
5,00
2
0,00
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
0
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
Pour ce qui est des personnels ingénieurs et techniciens du CNRS nous avons pu globalement maintenir nos
effectifs. Nous avons cependant dû faire face à six départs: l’un à la retraite d’un ingénieur d’étude, deux autres liés à
des promotions par concours externe et à trois dûs à des mutations par procédure NOEMI. Toute notre reconnaissance va
au département ST2I qui, en nous permettant de garder notre potentiel d’agents, reconnaissait ainsi la qualité et l’intérêt
de nos recherches. Cependant, il est bon de souligner qu’une simple logique comptable à l’échelle du laboratoire ne
suffit pas à traiter la problématique du personnel d’accompagnement technique, qui est à considérer avant tout du point
de vue des besoins spécifiques des équipes pour leur activité de recherche (contrats et projets). Par ailleurs, la perte des
compétences liée au départ d’un agent se ressent durablement sur le terrain, et la personne recrutée en remplacement doit
être ‘accompagnée’ durant un certain temps avant d’occuper pleinement son poste. Cet investissement consenti en temps
de formation, souvent conséquent, n’a de sens que si il bénéficie ensuite longuement au laboratoire. A ce titre, le cas
particulier de l’ingénieur d’étude en charge de la spectroscopie XPS parti en mise à disposition en décembre 2006 est
exemplaire. Cette activité a pu être maintenue en l’intégrant à celle d’un ingénieur de recherche, formé à cette technique
ainsi qu’à l’ensemble des moyens de caractérisation du laboratoire, qui a été recruté d’abord sur des CDD puis
dernièrement (avril 2008) en CLD. La priorité pour le laboratoire est désormais de pérenniser ce poste.
Pour ce qui est du personnel IATOS de l’UMPC, nous espérons que le départ à la retraite d’une technicienne
pourra être compensé afin de maintenir dans un premier temps l’effectif du pôle gestion administration. Nous remercions
l’UMPC qui, cette année, nous a permis de recruter un CDD sur le support financier libéré. Si l’évolution des modes de
fonctionnement de la recherche a eu une incidence forte sur le temps consacré par tous à la partie gestion et
administration de la recherche, il faut bien reconnaître que les premiers concernés sont ceux dont c’est l’activité
principale. De plus, l’augmentation de l’effectif du laboratoire de cinquante pour cent a conduit naturellement à une
surcharge de travail au niveau des services généraux du laboratoire. Aussi, nous souhaitons vivement dans les années à
venir un poste d’administratif supplémentaire. Cette demande s’adresse à l’ensemble de nos tutelles.
Aujourd’hui, plusieurs indicateurs attestent d’une progression de la reconnaissance des activités du laboratoire.
Comme nous l’avons écrit précédemment : augmentation importante du nombre de doctorants, en maintenant la qualité,
et également du montant des crédits négociés. D’autres indicateurs sont également fortement à la hausse comme le
doublement des actions de valorisation (huit brevets, une licence de savoir faire exploitée et deux enveloppes Soleau).
Nous devons également mentionner l’augmentation du nombre de publications dans des revues ainsi que le nombre
moyen de publications par chercheur (sept articles lors du quadriennal 2005-2008), alors que l’effectif des enseignants
chercheurs représente aujourd’hui plus des deux tiers de l’effectif total des chercheurs.
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4
ACL+ACLN
ACL+ACLN
activité annuelle de publications
activité moyenne de publication par chercheur
INV+ACT
INV+ACT
10,00
90
9,00
80
8,00
70
7,00
60
6,00
50
5,00
40
4,00
30
3,00
20
2,00
10
1,00
0,00
0
2005
2006
2007
2008
2002-2005
2003-2006
2004-2007
2005-2008
Si l’activité principale d’un laboratoire est en relation directe avec la recherche, il ne faut pas oublier comme
nous l’avons déjà mentionné qu’elle est menée pour beaucoup par des enseignants chercheurs, qui consacrent une partie
importante de leur temps à leur activité d’enseignement, souvent en premier et deuxième cycle. Notons que l’offre de
formations proposée par le laboratoire est à l’image de son activité de recherche, elle couvre donc divers aspects de
l’ingénierie électrique et ceci principalement dans quatre établissements : l’IUT de Cachan, Supélec et les UFRs des
Sciences d’Orsay et d’Ingénierie de l’UPMC. Comme il sera précisé ultérieurement, ces interventions s’accompagnent
bien souvent de prises de responsabilités importantes. C’est donc tout à l’honneur des enseignants chercheurs du
laboratoire de pouvoir concilier une activité d’enseignement et de recherche de qualité.
Terminons par quelques éléments sur l’aspect financier. Dans les ressources du laboratoire figurent d’une part
les dotations du ministère et celles du CNRS, auxquelles s’ajoutent les salaires des chercheurs et enseignants chercheurs
des universités et les charges d’infrastructure pour le budget consolidé, et d’autre part les ressources propres émanant de
contrats divers (Industrie, CEE, ANR, autres organismes, réseaux, collectivités territoriales…). Particularité du
laboratoire, il gère ses propres crédits d’infrastructure (entretien du bâtiment et fluides). Un financement spécifique de
Supélec et du CNRS (75 k€) nous a permis d’étendre la surface utile du laboratoire en aménageant le hall, utilisé
jusqu’ici principalement en aire de stockage, en quatre salles d’expérimentation. Si la dotation en fonctionnement et
équipement des établissements de rattachement (CNRS et Universités) est restée globalement semblable à celle du
quadriennal précédent, l’évolution majeure du quadriennal concerne la forte augmentation des ressources propres du
laboratoire. Celles-ci représentent en effet une moyenne annuelle de 1.1 M€ sur les dernières années (comparée à 480 k€
lors du quadriennal précédent), contribuant à 60% du budget hors salaires du LGEP. Elles représentent, par ailleurs, 25%
du budget consolidé incluant les salaires des personnels. Cette augmentation est principalement due à un apport en
provenance de l’ANR et à l’obtention d’une action Marie Curie. Quant à l’utilisation des crédits dits scientifiques, elle se
répartit de façon sensiblement égale au niveau global du laboratoire dans les trois rubriques suivantes : fonctionnement,
équipement et personnel.
Dans les pages suivantes sera présenté un bilan concis décrivant les principaux résultats des recherches
effectuées dans le laboratoire. La politique en matière des formations par la recherche et à la recherche, la participation
aux projets qui intéressent le monde économique (valorisation associée aux recherches) et les collaborations locales,
nationales, européennes et internationales font partie également du bilan. Une tentative d’auto évaluation est associée à
ce bilan. Si celui-ci est, il est dû à l’implication forte et à l’interaction efficace de tous ses membres, chercheurs,
enseignants-chercheurs, ITA, doctorants grandement facilitée par un laboratoire à taille humaine et présentant une unité
géographique.
Le 3 septembre 2008
Frédéric BOUILLAULT
Directeur du LGEP
LGEP- UMR 8507
5
BUDGET CONSOLIDE 2007
Budget présenté en euros
Crédits Globaux
Salaires
TOTAL
de recherche et
infrastructure
M R Contrat quadriennal incluant
300675
1271887
1572562
76299
0
76299
114200
1551000
1665200
733200
474850
1208050
0
258000
258000
1224374
3555737
4780111
les dotations spécifiques
Contribution SUPELEC (travaux
d'infrastructure : aménagement hall)
CNRS Moyens annuels
incluant
les dotations spécifiques
Ressources contractuelles
Autres (Cifre et Gvt étranger)
Totaux
Salaires MR = Enseignants-chercheurs + IATOS + Allocataires de recherche + ATER
Salaires CNRS = Chercheurs + ITA
Salaires Crédits contractuels : CDD + Post-doc + Iindemnités stagiaires
BUDGET CONSOLIDE GLOBAL
Aut res (Cif re et Gvt
étranger)
5%
Ressources contract uelles
25%
M R Cont rat quadriennal
42%
Supélec
1%
CNRS M oyens annuels
30%
CREDITS DE BASE
M R Contrat quadriennal
25%
SUPELEC
6%
Ressources contractuelles
60%
9%
Aut res (Cifre et Gvt étranger)
7%
Ressources cont ract uelles
13%
SALAIRES
M R Contrat quadriennal
47%
36%
LGEP- UMR 8507
6
SOMMAIRE
Page
Résumé en anglais des activités du laboratoire
8
Présentation et bilan succint du département MOCOSEM
• Bilan del’équipe ICHAMS
• Bilan de l’équipe COCODI
Plateformes du département MOCOSEM
11
12
19
27
Présentation et bilan succint du département MADELEC
• Bilan de l’équipe CE
• Bilan de l’équipe SCM
• Bilan de l’équipe MDMI
Plateformes du département MADELEC
31
32
39
46
51
Présentation et bilan du groupement de recherche SPEElabs
57
Production scientifique des 4 dernières années
• Equipe ICHAMS
• Equipe COCODI
• Equipe CE
• Equipe SCM
• Equipe MDMI
65
68
83
98
105
122
Enseignements et formation par la recherche
131
Information et culture scientifique et technique
134
Action de formation permanente des personnels de l’unité
138
Hygiène et sécurité
141
LGEP- UMR 8507
7
The LGEP (meaning Laboratory of Electrical Engineering of Paris) was created in 1968 and became in January 1998 a
Mixed Unit of Research CNRS-Supélec (UMR 8507) with an administrative co-supervision of UPMC Paris 6 and ParisSud 11 Universities. It depends on the Scientific Department “Engineering and Information Sciences and Technologies”
of CNRS.
Its scientific scope is broad and covers the diversity of ‘Electrical Engineering’
The LGEP is part of the "SPEE Labs" federation and also involved in the Advanced Research Thematic Networks
"Triangle de la Physique" and "Digiteo".
Scientific research :
LGEP is structured in 5 research teams organized in 2 departments :
•
« Materials and Devices for Electronics » MADELEC Department (head Sophie NOEL) :
— “Electrical contacts” (CE),
— “Materials and Devices: from Microwaves to the Infrared” (MDMI),
— “Thin Film Semiconductors” (SCM).
•
« Modelling & control of electromagnetic systems » MOCOSEM Department (head Adel RAZEK) :
— “Design, Control and Diagnosis ” (COCODI),
— “Interaction Fields - Materials and Structures” (ICHAMS).
The department MADELEC comprises the three research teams of the laboratory involved in material sciences for
different types of electronic devices (photovoltaic ones, sensors, detectors, connecting or breaking elements). The
materials under study cover a large range from semiconductors, semi-insulators to superconductors and composite
materials for the teams SCM (Thin Film Semiconductors) and MDMI (Materials and Devices: from Microwaves to the
Infrared). The team CE (Electrical Contacts) works on metallic materials and metallic surfaces modified with thin
organic films, involved in electrical contacts from the low level type to the power ones. The department also includes a
“Near Field Microscopy” transverse activity.
The department MOCOSEM devotes the majority of its research efforts to the development of methods best adapted to
the determination of the electromagnetic fields in materials and structures, to the design, the control and the diagnosis of
systems and to the modelling of phenomena governed by systems of coupled equations. This research makes it possible
to approach a certain number of concrete problems related to magnetostatics, electrostatics, magnetodynamics and the
propagation of electromagnetic waves (CEM, NDT, CAD, optimization, diagnosis, control...). The department is also
structured by a joint research topic common to its two teams : "Modelling of Multiphysic Phenomena" (MUPHY).
Teams and research topics :
•
SCM Team (Thin Film Semiconductors) is developing characterization techniques, theoretical analyses and
modeling for materials and devices studies in the field of photovoltaics and wide band gap semiconductors.
http://www.lgep.supelec.fr/scm/
•
MDMI Team (Materials and Devices : from Microwaves to the Infrared) : Study of the interaction of
microwaves with matter in complex environments. Study of thin films of oxides: realization of microwave
passive devices and imagers in the terahertz domain. http://www.lgep.supelec.fr/modules/...
•
CE Team (Electrical Contacts) : Development of various caracterization tools for contact materials at macro- et
microscopic scales (low-level : friction, vibrations ; power : arcing, Joule heating). Physical analysis of
phenomena and modelling. Innovative coatings. http://www.lgep.supelec.fr/ce/
•
ICHAMS Team (Interaction fields-materials and structures) : Modeling and characterization of active materials
(piezoelectric materials, magnetostrictive materials). Coupling between waves and complex structures.
http://www.lgep.supelec.fr/ichams/
•
COCODI Team (Design, Control and Diagnosis) : - Development of software tools to the design of
electromagnetic systems - Diagnosis and reliability of the electromagnetic systems and mainly of the electric
drives - Non destructive testing by Eddy currents: Electromagnetic modeling, design of sensors, data processing
of measurement and inversion
LGEP- UMR 8507
8
Current projects :
HETSI project (Heterojunctions a-Si/c-Si) of the 7th EU R&D Framework Programme (FP7); CEFIPRA project (IndoFrench Centre for the Promotion of Advanced Research) ; PICS project (International scientific cooperation project of
CNRS) with the Russian Federation, Polonium project, CNRS-NIMS (Japan) project, 7 projects from ANR (National
Research Agency).
European Project NANOTIME: superconducting arrays for passive THz imaging and semiconducting arrays for active
THz imaging.
European project PIDEA ’HYMSTAC’ (miniature multi-contact stacking connector) ; ANR project ’NANOCONNECT’
(ultrathin organic coatings for electrical contacts) ; PREDIT/ANR ’SEEDS’ project (failure diagnosis on automotive
cables) ; ANR PNano project ’ALICANTE’ (extremely low-level electrical measurements on AFM probe/surface
nanocontacts).
Microwave-biological media interaction. Analysis of saltwater + oil mixtures.
Improvement of tin coatings for low level contacts. MEMS switches.
Heat transfer in power connectors.
Multiscale models for magneto-mechanical coupled phenomena. Metamaterials for antennas.
Scientific progress, significant results :
New fabrication technology for the development of diamond devices with outstanding ultra-violet detection
performance.
Hot electron nanobolometers for THz imaging. Microwave sensors for triphase fluids and related chemistry.
Ultrathin organic films as innovative conducting coatings against wear and corrosion for contact application. Power
balance at arcing electrodes. Local electrical measurements bu conducting probe AFM (wide-range at high scan rates).
Homogeneization of metamaterials. Modeling of coupled phenomena.
Scientifics partnerships :
•
local (FR, IFR, OSU, etc.) : SATIE, L2S, LPICM (École Polytechnique), IRDEP, CEA/Saclay, LCMTR
(Thiais), GEMaC (Meudon), Observatoire de Paris, LISIF UPMC, DRE Supélec, Chimie P11, ENS-Paris, la
Pitié-Salpétrière, ITODYS-Paris7, LCMCP-ENSCP, LCSI (CEA/Saclay), Supélec Department of Power and
Energy Systems, LPS et ICMMO (Paris-Sud University), UMR CNRS/Thales.
•
national (RTRA, RTRS, GIS, etc.) : LGEF, IRSEEM, CEA/Grenoble, INES (Chambéry), INSA-Lyon, RTRA
Triangle de la Physique, CEA-Grenoble, Rennes 1 University, CIMMA (Angers), Institut Carnot de
Bourgogne.
•
international : Santa Catarina University (Brasil), Singapour University, Institut Ioffe and Saint-Petersburg
Physics and Technology Centre for Research and Education of the Russian Academy of Sciences, Oldenburg
and Hagen Universities, Energy Research Unit (Calcutta, India), NIMS (Tsukuba, Japan), ITME (Warsaw,
Poland), EPFL (Switzerland), NPL (GB), Karlsruhe (Germany).
Industry Partners :
EADS/ASTRIUM - Framatome Connectors International - PSA - Renault - Renault Trucks - Delphi - Volvo - Schneider
Electric - PEM (Protection Electrolytique des Métaux) - Valeo - CEA-LIST - CNES, Alcatel-Thales III-V Lab,
SATIMO, SAFT, GEOSERVICES, SNECMA, CEA-DAM, Leroy Somer, saint-Gobain, Snecma, EdF R&D, Sollac,
Peugeot, FCI, Total, Solems, Geoservices.
LGEP- UMR 8507
9
Main equipment :
Experimental set-up for the measurement of behavior laws for active materials.
UV/VIS/Near IR spectrometer.
Fourier Transform InfraRed spectrometer.
Solar Simulator.
Several MPC (Modulated Photocurrent) and TOF (Time-Of-Flight) measurement systems.
SSPG (Steady-State Photocarrier Grating) measurement system.
Spectral Photoresponse system.
Admittance spectroscopy systems.
Surface Analysis (XPS, AES, RGA).
Atomic Force Microscopy (AFM, LFM) : 3 systems ( 1 with environmental controls) associated with home-made
devices for local electrical measurements.
3D optical profiler.
Contact angle measuring device.
4 probes resistivity measuring system.
Several electrical and mechanical benches for low level electrical contacts testing (static contact resistance, friction
coefficient, vibrating).
Several electrical, mechanical and thermal benches for power contacts testing (arcing, circuit opening, Joule heating).
IR thermal camera.
Ultrafast camera.
Glow-arc transition studying device.
Sputtering and electron beam evaporation deposition units / Ion beam milling technique.
Electrical and optical cryogenic benches.
Network analyzers and impedance meters.
LGEP- UMR 8507
10
Présentation et bilan succinct du département MOCOSEM
(Responsable : Adel RAZEK, DR CNRS)
Equipe 1 - Interaction Champs-Matériaux et Structures (ICHAMS)
(Responsable : Lionel PICHON, DR CNRS)
Equipe 2 - COnception, COmmande et Diagnostic (COCODI)
(Responsable : Claude MARCHAND, Professeur à l'Université Paris Sud 11)
Le département Modélisation et Contrôle de Systèmes Électromagnétiques MOCOSEM du L.G.E.P. destine la
plupart de ses efforts de recherche à l'élaboration de méthodes les mieux adaptées à la détermination des champs
électromagnétiques dans les matériaux et les structures, à la conception, la commande et la diagnostic de systèmes et à la
modélisation de phénomènes régis par des systèmes d'équations couplés.
Ces recherches permettent d’une part d'aborder un certain nombre de problèmes concrets liés à la
magnétostatique, l'électrostatique, la magnétodynamique et la propagation d'ondes électromagnétiques (Compatibilité
électromagnétique, Contrôle non-destructif, Caractérisation de matériaux, CAO,…). Elles permettent d’autre part de
maîtriser des méthodologies nécessaires pour le fonctionnement des systèmes compétitifs (optimisation, diagnostic,
commande…).
Le département est structuré en deux équipes de recherche : Interaction Champs – Matériaux et Structures
ICHAMS et Conception, Commande et Diagnostic COCODI. Une passerelle scientifique commune aux deux équipes
est confortée par un axe de recherche transversal : Modélisation de Phénomènes Multiphysiques et Formulations
Numériques MUPHY. Cet axe permet et encourage des recherches communes par le biais de projets et de mutualisation
de moyens.
Le bilan du département MOCOSEM au cours de ces quatre dernières années atteste de la reconnaissance
internationale des recherches menées (Contrat européen VERDICT, Réseau d’Excellence Métamorphose). Le
département a par ailleurs tenu à renforcer ses collaborations locales et nationales avec des équipes spécialistes du génie
électrique (création du groupement de recherche SPEE labs adossé au PPF "Fiabilité des systèmes d'énergie électrique
dans les moyens de transport") ou bien travaillant dans des domaines aux frontières de nos activités de recherche
(participation au RTRA Digitéo, 3 projets ANR). L’intégration forte du département au sein des pôles de compétitivité
System@tic Paris Région, Mov'eo, Astech atteste également de l’intérêt des travaux pour le monde économique. De
plus, le département essaye de mener une politique appuyée en matière de formations par la recherche et à la recherche,
douze thèses ont été soutenues sur la période 2005-2007. Notons que les chercheurs du département sont
particulièrement impliqués dans l’animation nationale de la recherche scientifique (responsabilités au sein des GdR
SEEDS et Ondes) et majoritairement enseignants à l’Université Paris Sud ils participent activement au master IST
(R&P) dans la spécialité « Systèmes d’énergie électrique ainsi qu’au pôle « Sciences pour l’Ingénieur » du PRES
UniverSud Paris.
.
LGEP- UMR 8507
11
(responsable : Lionel PICHON, DR CNRS)
1. Participants :
Enseignant-chercheurs/Chercheurs :
Frédéric BOUILLAULT
Alain BOSSAVIT
Laurent DANIEL
Xavier MININGER
Lionel PICHON
Adel RAZEK
Said ZOUHDI
ITA :
Eric BERTHELOT
Laurent BERNARD
Mondher BESBES
Laurent SANTANDREA
Doctorants :
Hulusi ACIKGOZ
Lotfi ALLOUI
Karim AZOUM
Lotfi BEGHOU
Jérémie BENEL
Mohamed BELYAMOUN
Romain CORCOLLE
Alexandre DALLA-ROSA
Nicolas GALOPIN
Cédric GILBERT
Samah IBRAHIM
Kai KANG
Huizhe LIU
Javier OJEDA
Ouail OUCHETTO
Chengwei QIU
Karl Joseph RIZZO
Thitipong SATIRAMATEKUL
Mostafa SMAIL
Yu ZHU
Post-doctorants :
Nawaz BUROKUR
Brahim ESSAKHI
Nicolas GALOPIN
Bing LIU
Ouail OUCHETTO
Collaborations :
• Internes
LGEP
• Locales
Départ. Rech. Électromag (DRE), L2S
ENS Cachan - SATIE
ENS Cachan - LMT
UPMS-P6 (Lab. Jacques Louis Lions)
LGEP- UMR 8507
PR UPS-P11, responsable du thème Matériaux fonctionnels
Chercheur bénévole au CNRS
MC UPS-P11 (a/c 01.09.04) responsable du thème transversal Couplages
multi-physiques
MC UPS-P11
DR CNRS
DR CNRS (50%)
PR UPS-P11, responsable du thème Interaction ondes-structures
IE CNRS (20%)
IR CNRS (80 %) (a/c 10.12.07)
IR CNRS (50 %) (jusqu’au 31.12.05)
IE CNRS (50 %)
UPMC-P6, (33% avec COCODI et MDMI) allocation MR (a/c octobre 2005)
UPS-P11, allocation franco-algérienne, a/c octobre 2008)
UPS-P11, allocation MR, (Thèse soutenue en 2005)
UPS-P11 (50%), allocation MR (a/c octobre 2006)
UPS-P11, allocation MR (a/c octobre 2006)
UPMC-P6, allocation MR (50% avec MDMI) (a/c octobre 2007)
UPS-P11, allocation MR (a/c novembre 2006)
Co-tutelle UPS-P11/UFSC Brésil (Thèse soutenue en 2007)
Visiteur du 01.04.05 au 01.04.06
UPS-P11, allocation MR (a/c octobre 2004) (Thèse soutenue en 2007)
UPMC-P6 (30%), bourse DGA (a/c octobre 2007)
UPS-P11 allocation MR (50% avec SCM) (a/c octobre 2004)
Co-tutelle Supelec/Université de Singapour
Visiteur du 2.11.05 au 30.10.06
Co-tutelle Université de Singapour
ENS-Cachan, (33%) allocation MR (a/c octobre 2006)
UPS-P11, allocation MR, (Thèse soutenue en 2006)
Co-tutelle Supelec/Université de Singapour (Thèse soutenue en 2007)
Visiteur du 2.11.05 au 30.10.06
UPMC-P6, (50%) allocation MR
Boursier Gvt (Thèse soutenue en 2005)
UPS-P11, Boursier Région Ile de France (a/c octobre 2007)
UPS-P11, allocation MR (a/c octobre 2007)
ATER UPS-P11 2005-2006
Post-doctorant Conseil Régional Ile de France (du 01.02.06 au 01.02.07)
ATER UPS-P11 (a/c septembre 2007)
Post-doctorant UPS-P11 (a/c septembre 2007)
ATER UPS-P11 2006-2007
Yann Le Bihan, Yves Bernard (COCODI), Jean-Paul Kleider (SCM), Olivier
Meyer, Olivier Dubrunfaut (MDMI), Sophie NOEL(CE)
Marc LAMBERT, CR CNRS
François COSTA, PR ; Mohamed GABSI, MC
Olivier HUBERT MC
Bernadette MIARA, Geoges GRISO (Enseignants-chercheurs)
12
• Nationales
LGEF, Insa de Lyon
IRSEEM, Rouen
• Internationales
Université d’Helsinki (Finlande)
Université de Batna (Algérie)
Université de Biskra (Algérie)
Université de Tlemcen (Algérie)
Université de Singapour
Université de Tokyo (Japon)
Dept. Precision Machinery Engineering
UFSC (Brésil)
Institute for Theoretical and Applied
Electrodynamics (Moscou)
Michel GUYOMAR, PR; Benoît GUIFFARD MC
Bélahcène MAZARI, Enseignant-chercheur
Belahcen ANOUAR, PR ; Katarzyna Anna FONTEYN (doctorante, visiteur
du 02.10.07 au 31.01.08)
Sebti BOUKHTACHE, Enseignant-chercheur (visiteur du 07.09.06 au
15.09.06)
S.M. MIMOUNE PR
Sidi Ahmed DJENNAS, Enseignant-chercheur (visiteur du 01.06.06 au
01.07.06)
Le-Wei LI (PR)
Toshiyuki UENO (PR)
Adroaldo RAIZER (PR) (professeur invité – UPS-P11, du 22.06.07 au
20.07.08 et professeur invité – UPMC-P6 du 20.11.06 au 21.12.06).
Alexey VINOGRADOV, PR (professeur invité à l’UPMC-P6 du 01.02.06 au
27.02.06).
• Partenariats industriels
CEA – LIST Saclay, THALES-TRT
LGEP- UMR 8507
13
2. Présentation générale
L’équipe ICHAMS Interaction Champs-Matériaux et Structures dédie l’essentiel de ses travaux à
l’élaboration de modèles d’interaction des champs électromagnétiques avec les matériaux et les structures
complexes.
Cette activité concerne notamment des modèles locaux proches de la matière et des formalismes de
modélisation exprimant des lois de comportement macroscopiques. Elle vise en particulier la description des
phénomènes couplés pour l’étude des matériaux du génie électrique. L’intégration des lois de comportement dans
des méthodes de simulation numérique conduit à de nouveaux outils de modélisation adaptés à la conception de
dispositifs innovants. L’activité recouvre également le développement de modèles tridimensionnels de couplages
entre champs électromagnétiques et structures complexes. Les outils de simulation numérique sont dédiés à un
spectre de fréquence très large qui s’étend des problèmes statiques jusqu’aux problèmes de propagation d’ondes à
des fréquences millimétriques.
L’expertise de l’équipe en matière de modélisation et de résolution de problèmes aux dérivées partielles de
la physique l’amènent à coopérer régulièrement avec les autres équipes du laboratoire. Ainsi quatre thèses ont été
menées en co-encadrement (1 avec l’équipe COCODI, 1 avec l’équipe SCM et 2 avec l’équipe MDMI).
Les travaux de recherche autour de la modélisation est conduite en étroite liaison avec des activités de
caractérisation et de validation expérimentale menées en interne ou en collaboration avec d’autres laboratoires. Les
collaborations locales, nationales et internationales que développe l’équipe permettent d’une part d’investir des
thématiques de recherche à l’interface avec d’autres disciplines et d’autre part de valoriser une partie importante des
travaux. Au plan national l’équipe contribue aux activités des GDR SEEDS et ONDES..
Une synthèse des activités menées dans les deux thèmes de l’équipe : Matériaux fonctionnels,
Interaction ondes-structures et du thème transversal au département MOCOSEM, Couplages multi-physiques est
présentée ci-dessous. Une analyse d’auto évaluation (Points forts et faibles internes et externes atouts-faiblesses et
opportunités-menaces) termine la présentation.
3. Matériaux fonctionnels et couplages multi-physiques
Nous avons poursuivi nos travaux de modélisation relatifs à l’étude des matériaux du génie électrique
(supraconducteurs, matériaux pour le photovoltaïque, matériaux piézoélectriques [ACL.1.22, ACT.1.60, ACT.1.70].
Dans les aimants principaux du Large Hadron Collider (LHC), la distribution des courants persistants dans
les filaments supraconducteurs influence largement la qualité du champ magnétique. Une grandeur globale
représentative de cette distribution des courants est la valeur de l’aimantation. Le calcul de l’aimantation peut être
basé sur des solutions numériques obtenues par la méthode des éléments finis. Cette méthode permet par ailleurs de
déterminer l’influence des paramètres géométriques du brin sur la valeur de l’aimantation. Nous avons donc
développé un code de calcul aux éléments finis permettant la modélisation de plusieurs filaments supraconducteurs
en prenant en compte les effets de couplage. Ce code intègre également la dépendance de la densité de courant
critique en fonction de l’induction magnétique. Les influences de l’espacement entre les filaments, de la matrice
conductrice et du pas de torsadage sur l’aimantation ont été considérées. Ce travail a été effectué dans le cadre d’un
contrat de collaboration avec le CERN [thèse T. SATIRAMATEKUL].
Forts de notre expérience sur la modélisation des équations de Maxwell couplées à celles d’autre domaine
de la physique comme la thermique ou la mécanique, nous avons poursuivi le développement de modèle numérique
permettant l'étude de dispositifs semi-conducteurs. De tels développements avaient été initiés il y a quelques années
avec l’IEF. Ce travail s’effectue cette fois ci dans le cadre d’une action transverse au LGEP entre l’équipe ICHAMS
et l’équipe SCM. Dans le but d’optimiser de nouveau type de cellules photovoltaïques à haut rendement à base
d’hétérojonction nous cherchons à modéliser les phénomènes mis en jeu. Pour cela, nous avons développé un
programme numérique permettant de résoudre les équations de l’électrostatique couplées à celles de dérive diffusion,
en obscurité et sous illumination. [thèse de S. IBRAHIM].
L’investissement principal sur la période 2004-2007 concerne cependant des développements pour l’étude
des phénomènes de couplage magnétomécanique. Une modélisation fine de ces phénomènes reste aujourd’hui
encore un problème très ouvert et d’un intérêt majeur. De tels travaux devraient conduire d’une part à la réalisation
de nouveaux capteurs et actionneurs, mais ils permettront également d’utiliser au mieux ces matériaux lorsqu’ils sont
LGEP- UMR 8507
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utilisés en milieu fortement contraint. A partir de considérations thermodynamiques, nous avons développé un
modèle macroscopique tensoriel intégrable dans un logiciel de calcul des champs par éléments fins (E.F.)
[ACT.1.21] (fig.2.). A titre d’exemple, une structure proche d’un stator de machine à réluctance variable a ainsi pu
être analysée pour évaluer les importances relatives du phénomène de magnétostriction et des forces magnétiques
dans les déformations mécaniques de la machine (collaboration SPEELabs-SATIE) [ACL.1.27]. Afin de répondre à
certaines limitations des modèles macroscopiques et en particulier à leur faible caractère prédictif, nous avons
également travaillé sur une modélisation de type micro-macro [ACL.1.43]. Dans le cadre d’une collaboration avec le
LMT-Cachan, l’effet de la plasticité sur le comportement magnétique et sur la déformation de magnétostriction a été
intégré à un modèle multi-échelle magnéto-élastique. Ce modèle s’appuie sur l’observation des mécanismes
microscopiques responsables des effets de couplage et sur une description statistique de la microstructure pour
définir le comportement macroscopique [ACL.1.4, ACL1.7].
Par la suite, l’intégration de la prise en compte du comportement de matériaux piézoélectriques dans le
logiciel multi-physique (problème couplé) par E.F. a mis en évidence l’intérêt de l’effet magnéto-électrique au sein
de structures composites associant couches piézoélectriques et couches magnétostrictives. Ces modèles multiphysiques ont conduit à établir ou à renforcer plusieurs collaborations internationales (Université de Tokyo (Japon)
[ACL.1.6], Université de Technologie d’Helsinki (Finlande) et nationales. En particulier, a été étudié, en partenariat
avec SPEELabs-SATIE, la faisabilité d’une compensation active des vibrations d’une machine à reluctance variable
à l’aide d’actionneurs piézoélectriques [ACT.1.81]. Une maquette expérimentale a permis d’évaluer les
performances de ce type de solution et de valider les résultats simulés. Plus récemment, au travers d’une action
menée avec le Laboratoire de Génie Electricité et Ferroélectricité de l’INSA de Lyon, l’étude du couplage
magnétoélectrique dans des composites polymères a été amorcée.
Conscient de la nécessité d’un dialogue fort entre modélisation et expérience, l’équipe ICHAMS s’est
dotée d’un banc de caractérisation pour les matériaux actifs (magnétostrictifs, piézoélectriques) (fig.1) [ACT.1.55].
Cette plate-forme expérimentale, dont le développement doit se poursuivre (collaboration avec l’équipe COCODI),
permet notamment la mesure locale de la déformation et de l’induction magnétique dans un matériau soumis
simultanément à un champ magnétique et à une contrainte de compression (fig.2). Cette plate-forme vient donc
compléter et soutenir l’ensemble des travaux liés à la modélisation des phénomènes couplés au sein des matériaux.
Elle contribue notamment au développement, à l’identification et à la validation de lois de comportement pour les
phénomènes de couplage multi-physique.
Figure 1. Plate-forme expérimentale de
caractérisation de matériaux actifs
Figure 2. Comportement magnétique sous
contrainte du terfénol-D (mesure et modèle)
4. Interaction ondes-structures
L’un des faits marquants sur la période de référence a consisté en un formalisme d’homogénéisation dédié
aux métamatériaux. Les métamatériaux sont des matériaux artificiels constitués de cellules élémentaires résonantes,
de dimensions bien inférieures à la longueur d’onde de l’onde électromagnétique qui les excite, insérées, avec une
périodicité et suivant un motif architectonique bien définis dans une matrice diélectrique. La géométrie et la nature
des cellules élémentaires ainsi que la périodicité (1D, 2D ou 3D) de leur répartition confèrent au "matériau" ainsi
LGEP- UMR 8507
15
constitué des propriétés électromagnétiques bien singulières, dont, la plus connue, est celle de conduire à un indice
de réfraction négatif (fig.3).
Figure 3. : Métamatériaux à base de résonateurs fendus (Smith et al., UCSD)
Dans le cas d’une structuration sous-longueur d’onde, il est possible de prédire les propriétés
électromagnétiques moyennes de telles structures afin de les remplacer par un matériau homogène équivalent et d’en
étudier la réponse structurale au niveau macroscopique. La théorie de l’homogénéisation répond à cette attente. Nous
avons développé une nouvelle approche asymptotique de l’homogénéisation basée sur la méthode de l’éclatement
périodique. Cette méthode simplifie considérablement les démonstrations des résultats de convergence et s’applique
aisément aux problèmes multi-échelles. L’éclatement périodique est basé essentiellement sur deux ingrédients : un
opérateur de dilatation, l’éclatement, et une décomposition de toute fonction dans une partie principale sans microoscillations, et un reste qui les prend en compte. Ces travaux sur l’homogénéisation ont été réalisés en collaboration
avec B. Miara et G. Griso (Laboratoire d’Analyse Numérique J. L. Lions, Université Paris 6) [ACL.1.12] et A.
Vinogradov (Institute for Theoretical and Applied Electrodynamics, Moscou). L’approche proposée a permis
notamment d’évaluer les potentialités des milieux chiraux pour réaliser des matériaux à indice de réfraction négatif
(fig.4) [ACL1.11].
(a)
(b)
Figure 4 : (a) chiralité et (b) permittivité effectives d’un réseau 3D de cubes concentriques. Milieu 1 : permittivité
εr1 = 2, perméabilité μr1 = 1.5, chiralité κ1 = 1. Milieu 2 : εr2 = 2, μr2 = 1.5, κ2 = −1.
Des formulations basées sur les dyades de Green ont également été proposées afin d’étudier le
comportement de milieux chiraux multi-couches (Université de Singapour, Réseau d’Excellence
Métamorphose)[ACL1.9].
Le couplage des champs avec des systèmes complexes incluant à la fois des parties distribuées (milieux
massifs) et des éléments localisés (éléments de circuits électriques ou conducteurs filaires) est généralement source
de difficulté à cause des rapports de dimensions importants. Or la propagation de signaux utiles ou parasites le long
de lignes de transmission peut être réalisée à moindre coût dans un simulateur circuit si l’on dispose de circuits
électriques équivalents. Dans cet objectif une stratégie originale basée sur une méthode de réduction d’ordre à été
proposée [INV.1.8]. Avec cette approche l’équation d’état du système modélisé par une technique tridimensionnelle
est alors réduite et caractérisée par une fonction de transfert d’ordre beaucoup plus faible que la fonction originale.
Les éléments de cette fonction de transfert (en pratique une matrice d’impédances) s’expriment alors directement
sous forme de fractions rationnelles. Ces dernières peuvent alors parfaitement s’insérer dans un simulateur circuit de
LGEP- UMR 8507
16
type SPICE par exemple [ACT.1.75]. Ces modèles de propagation filaire ont montré leur pertinence dans les
applications liées à l’automobile. Ils ont été orientés récemment vers les études de réflectométrie en vue du
diagnostic de câblages (projet SEEDS, Smart Embedded Electronic Diagnosis System). La problématique de la CEM
des câblages a été abordée en partenariat avec l’IRSEEM et Valéo : les travaux ont conduit à un outil basé sur la
méthode PEEC (Partial Element Equivalent Circuit) et destiné à établir des préconisations en matière de topologie
des câblages au sein de leur environnement.
Dans un grand nombre de situations la complexité des systèmes à modéliser rend impossible l’application
directe d’outils tridimensionnels. Dans ces circonstances, l’utilisation de « surfaces de réponse » permet une analyse
électromagnétique rapide.
L’évolution des systèmes de transmission sans fil et des perturbations associées en environnement indoor
oblige à se doter d’outils électromagnétiques permettant la caractérisation du canal de propagation. Les méthodes
d’analyse électromagnétique reposant sur l’utilisation d’un maillage de l’espace sont bien adaptées à la description
de structures complexes ; cependant le rapport entre la longueur d’onde et les dimensions du volume de propagation
rend leur exploitation directe rédhibitoire en termes de temps de calcul. Par ailleurs, dans les études de propagation
indoor, la recherche de la meilleure position d’un émetteur conduit à un problème d’optimisation relativement
difficile. Afin de réduire le coût du calcul associé à la détermination de la cartographie des champs, on peut
construire un modèle de représentation plus simple, reposant sur un nombre limité (échantillon) de calculs
électromagnétiques complets.
Nous avons proposé dans cet objectif la combinaison d’une méthode de calcul des champs (en l’occurrence
la méthode TLM) et d’une technique d’interpolation (le Krigeage) afin d’évaluer le comportement des champs et de
réaliser l’optimisation. La modélisation de l’environnent et la distribution des champs électromagnétiques pour un
certain nombre de positions de l’émetteur sont obtenus par le calcul des champs. Puis le Krigeage est utilisé afin
d’évaluer le comportement de la fonction objectif (ici le niveau d'illumination électromagnétique dans
l’environnement) dans la totalité du domaine d’étude. Cette approche s’avère particulièrement efficace lorsqu’il
s’agit de distribuer de façon optimale plusieurs émetteurs dans un même environnement ou bien pour étudier le cas
d’émetteurs fonctionnant à des fréquences différentes. Ce travail a été effectué dans le cadre d’une thèse de doctorat
en co-tutelle (Université de Paris-Sud et Université de Santa Catarina, Brésil) [ACT1.76].
De même, un modèle neuronal s’avère parfaitement adapté à la construction d’une surface de réponse
pouvant être exploitée pour la résolution de problèmes inverses : cette approche a été appliquée avec succès à la
caractérisation micro-ondes de milieux diélectriques en milieu confiné dans le cadre d’une collaboration avec les
équipes COCODI et MDMI du LGEP [ACL1.28].
5. Bilan
5.1. Publications
Le bilan des publications sur 4 ans fait apparaître 61 articles dans des revues avec comité de lecture
(ACL+ACLN) Cette activité de publication par chercheur est supérieure à celle du quadriennal 2000-2003.
5.2. Utilisation des crédits
L’investissement financier majeur est celui relatif à la plate forme de caractérisation de matériaux actifs et
réalisé dans le cadre du département MOCOSEM.
5.3. Points forts et points faibles
Points forts :
L’équipe a conforté pendant la période de référence ses points forts qui restent centrés sur son «cœur de métier »
: la modélisation électromagnétique et multi-physique. Celle-ci recouvrant aussi bien les modèles «
microscopiques », proches de la matière que les modèles « macroscopiques » dédiés à l’analyse de systèmes.
L’originalité des contributions ont permis d’accroître le rayonnement de l’équipe et de renforcer l’expertise, au
niveau national et international. C’est notamment ce qui a conduit à une activité de publication importante.
Les coopération menées au niveau local (L2S, IEF, SATIE, Thalès) se développent avec des laboratoires dont
les thématiques sont tout à fait complémentaires des axes développés par l’équipe.
De nouvelles coopérations ont été engagées sur ce quadriennal. Elles se traduisent par un nombre significatif de
doctorants co-encadrés avec des collègues d’autres laboratoires.
La dynamique enclenchée par le thème transversal Couplages multi-physiques du département MOCOSEM a
permis de faire fructifier les interactions entre chercheurs des deux équipes ICHAMS et COCODI et nourrit de
façon substantielle le projet scientifique d’équipe.
Points faibles :
A côté d’avancées de nature académique relativement significatives le niveau d’implication avec le milieu
industriel et le monde socio-économique reste globalement modeste et mérite très certainement d’être amplifié.
LGEP- UMR 8507
17
Les récentes demandes d’ANR témoignent cependant de l’intérêt manifesté par de nombreux partenaires
industriels et permettent d’espérer des retombées dans l’avenir proche.
Sur le plan du potentiel humain permanent il est à signaler que le recrutement de deux enseignants-chercheurs
sur cette période a permis un essor visible du thème Matériaux fonctionnels. Toutefois l’investissement réalisé à
travers la plate forme de caractérisation devra s’accompagner de moyens humains adaptés (en termes d’ITA
notamment) afin de faire vivre cette activité de façon satisfaisante. En regard, au sein du deuxième thème,
Interaction ondes-structures, le recrutement de jeunes chercheurs reste une nécessité : la situation actuelle, en
effet, pénalise le développement des recherches menées et met en péril la pérennité de certains axes du thème.
LGEP- UMR 8507
18
(Responsable : M. Claude MARCHAND, Professeur à l'Université Paris Sud 11).
1. Participants :
Enseignant-chercheurs :
Francisco ALVES
Yves BERNARD
Olivier BETHOUX
Demba DIALLO
Mohamed GABSI
Mickaël HILAIRET
Yann Le BIHAN
Claude MARCHAND
Adel RAZEK
PR UPS -11
MC UPS -11
MC UPS -11
MC UPS -11
MC UPS -11
MC UPS -11
MC UPS -11
PR UPS -11
DR CNRS (50%)
ITA :
Eric BERTHELOT
Laurent BERNARD
Mondher BESBES
Laurent SANTANDREA
IE CNRS (80%)
IR CNRS (20 %)
IR CNRS (50 %)
IE CNRS (50 %)
(a/c septembre 2005)
responsable du thème Commande/Diagnostic
responsable du thème CND
(a/c décembre 2007)
(jusqu’au 31.12.05)
Doctorants :
Léna ABI RACHED
Hulusi ACIKGOZ
Ahmad AKRAD
Toufik AZIB
Mohamed BENSETTI
Belkacem BOUAOUNE
Yahya CHOUA
Eric de CECCO
Hala HANNOUN
Camilo HERNANDEZ
Xiaofeng LIU
Zaatar MAKNI
Alejandro OSPINA VARGAS
Cyril RAVAT
Montacer REKIK
Antonio SANCHEZ
Reine TALJ
Sunyoto
Post-doctorants :
Mohamed BENSETTI
Cédric BERNEZ
Yahya CHOUA
Ismail GOURRAGUI
Zaatar MAKNI
Bhaskar KAVIRAJ
LGEP- UMR 8507
UPS -11 allocation MR
(a/c octobre 2006)
UPMC-P6 allocation MR (33% avec ICHAMS et MDMI)
(a/c octobre 2005)
UPS -11 bourse Gouv. Syrien
(a/c octobre 2006)
(a/c octobre 2007)
(Thèse soutenue en 2004)
UPS -11 contrat CIFRE Lacmé
(a/c octobre 2005)
(a/c octobre 2004)
UPS -11 Prof Agrégé (TZR)
UPS -11 bourse CNRS BDI PED
(a/c octobre 2005)
(a/c octobre 2007)
(a/c octobre 2005)
UPS -11 bourse Gouv. Colombien
(a/c janvier 2007)
(a/c octobre 2005)
Co-encadrement SATIE
UPS -11 contrat CIFRE Renault
Co-encadrement SATIE
UPS-11 Bourse RTRA Digiteo
(a/c octobre 2007)
Co-encadrement LSS
UPS -11 ½ allocation MR
(a/c octobre 2006)
Co-encadrement LSS
ATER UVSQ (2004-05)
CDD System@tic Paris Région
ATER UPS
ATER UPS
CDD sur contrat System@tic Paris Région
CDD sur contrat PREDIT M2EI
CDD ANR PNANO IMAGINE
(mai 2006-mai 2007)
(2006-07)
(2007-08)
(2008)
(Oct.2007-Mai 2008)
(janv. 2007- oct. 2007)
19
Collaborations :
• Interne
Equipes CE (René Meyer, Sophie Noël),
ICHAMS (Lionel Pichon),
MDMI (Olivier Meyer, Olivier Dubrunfaut),
SCM (Jean Paul Kleider, Marie Estelle Farret)
• Locales
IEF, Univ. Paris-Sud 11
SPEE Labs
CEA Saclay
LSS
• Nationales
GdR SEEDS
GdR MACS
GdR Ondes (2002-05)
L2EP (Lille)
IREENA (St Nazaire)
ANR Solaire Photovoltaïque
ANR PNano
UBO Brest
• Européennes et Internationales
Contrat européen VERDICT(2003-06)
Université de Budapest (Hongrie)
Université de Patras (Grèce)
Consortium UGC-DAE (Indore, Inde)
Université de Batna (Algérie)
Imperial College, Londres
Equipe MiNaSys
PPF « Micro bobines » (ESIEE, IEF, LURE, SATIE, U2R2M)
SATIE, LTN, Dpt Energie Supelec
PPF "Fiabilité des systèmes d'énergie électrique dans les moyens de transport"
LIST, DRT/DETECS/SYSSC
Sésame Grand Equipement pour la Reconstruction et l'Imagerie 3D
Multi-capteur (DASSAULT-AVIATION, EADS CCR, EDF (R&D),
EURALTECH, M2M, RENAULT, SNCF, SNECMA, SATIE, LOA,
INRETS(LTN), LSS)
Division Systèmes, Projet HYCON (Digiteo)
(Françoise Lamnabhi, Romeo Ortéga)
Division Ondes (Marc Lambert)
Division Signal (Claude Delpha)
Pôle "Energie-Transport",
Socles "Méthodes et Méthodologies" et "Matériaux"
Inter GdR "MACS / SEEDS" "Commande des entraînements électriques"
Projets internes Gdr SEEDS
Action Spécifique « Contrôle Non Destructif et Intégration Multi-capteur »
CNRT Nord-Pas de Calais, FUTURELEC IV
Projet interne Gdr SEEDS, Prof. Mouloud Feliachi,
PAI Tassili
ATOS :Association Tandem Optimisée pour le Solaire
LPICM-CNRS, LAAS-CNRS, Saint Gobain Recherche, SOLEMS,
TOTAL
Imagine :Imagerie MAGnétique pour l'Inspection à l'aide de
Nanostructures magnétiquEs
EADS, CEA LIST Saclay, THALES, STATICE, IEF
Laboratoire de Magnétisme de Bretagne, Jacek Gieraltwoski, PU
Laboratoire Brestois de Mécanique et Systèmes, Mohamed Benbouzid, PU
Snecma, Turbomeca, MTU, Techspace-Aero, CEA/LIST, LSS,
Université de Liège.
Jozsef PAVO, S. GYIMOTHY, Assistant Professors
PAI Balaton :
Joya KAPPATOU, Assistant Professor
Ajay GUPTA, Professor
Souad Chaouch, Katia Kouzi, Fatiha Zidani
Assistant Professors (visites 1mois, 3mois, 1mois)
Dimitri Karagianis (visite 1 semaine)
Pôles de compétitivité System@tic Paris Région, Mov'eo, Astech,
Leroy Somer, Saint-Gobain, DAFACT, SODERN(EADS), Snecma, Snecma Services, EdF R/D
LGEP- UMR 8507
20
2. . Présentation générale
Les systèmes utilisant l'énergie électrique sont de plus en plus nombreux que ce soit dans le domaine de la
production, du transport ou de l'actionnement. S'ils doivent répondre aux demandes de plus en plus exigeantes des
utilisateurs en matière de disponibilité et/ou de mobilité, ils sont avant tout concernés par les préoccupations
sociétales de santé et d'environnement. Les trois principaux critères actuels qui conduisent à l'adoption et la mise en
service de nouveaux systèmes et par conséquent qui pilotent l'ensemble de la procédure de conception, sont dans
l'ordre : la sûreté de fonctionnement, l'agrément ou le confort d'utilisation et l'efficacité énergétique.
Ces différents points clés sont à la base de notre réflexion pour définir la démarche scientifique de l'équipe
COCODI (Conception, Commande et Diagnostic). Nos travaux sont liés à l’étude des systèmes de conversion
d’énergie électrique, de la conception à la mise en œuvre. Trois thèmes aux interactions fortes en matière de
modélisation multiphysique et de méthodologies pour des aspects de conception, de sûreté de fonctionnement et de
contrôle/commande y sont développés.
3. Conception de systèmes :
L’activité majeure de ce thème traite de l'analyse et l'optimisation de structures électromagnétiques. L'équipe
développe des outils logiciels d'aide à la conception de systèmes par une approche multiphysique (phénomènes
couplés « électrique-magnétique-thermique-mécanique ») et le couplage de modèles. Plusieurs plateformes
logicielles, orientées métier, sont développées :
•
La première " MRVSim ", réalisée en collaboration avec Renault et le laboratoire Satie, permet de
dimensionner différentes structures de MRV de façon analytique et/ou numérique et d’analyser l’influence des
paramètres de commande sur les performances de l’ensemble convertisseur/ machine. Elle est utilisée aujourd'hui
au sein du groupe Renault. Dans le cadre de la thèse CIFRE de Montacer Rekik elle a permis de mettre en
évidence que la MRV à double saillance commandée en mode de conduction continue - démagnétisation
incomplète - peut rivaliser en termes de performances avec les autres types de machines pour des applications de
traction. En effet, avec ce type d'alimentation, la caractéristique de puissance convertie notamment en survitesse
(zone de défluxage) est considérablement améliorée avec un impact très net sur le rendement global.
•
La seconde "SIMAP" traite de la conception de machines synchrones à aimants permanents par la prise en
compte des phénomènes couplés (électrique - magnétique - thermique - mécanique) pour le prédimensionnement. La démarche originale s'appuie sur l’association de modèles analytiques (électromagnétique,
thermique) et numériques (MEF 2D : électromagnétique, mécanique) sans intervention de l'utilisateur. Des
procédures d’optimisation ou d’études de sensibilité (plans d’expériences) sont associées sur les deux niveaux de
modélisation. Pour une structure donnée de machine à aimants, le dimensionnement est réalisé à partir du cahier
des charges et l'utilisateur a directement accès à l'outil numérique d'analyse permettant d'étudier la répartition de
grandeurs locales telles que les pertes ou globales comme la tenue vibratoire de la machine. (Thèse Zaatar Makni)
Distribution de la densité
des pertes fer
Déformée d’un stator à encoches
trapézoïdales (x 10.000)
Aperçu sur l’environnement graphique du logiciel (SIMAP).
•
Dans le cadre de la thèse CIFRE de Belkacem Bouaoune en collaboration avec le leader européen des
électrificateurs de clôtures (LACME), nous développons un outil de dimensionnement de transformateurs utilisés
LGEP- UMR 8507
21
en régime impulsionnel. Il s'agit de s'appuyer sur un modèle semi analytique permettant de prendre en compte
l'ensemble des phénomènes physiques mis en jeu liés aux phénomènes transitoires. L'équipe s'intéresse également
à la conception et la réalisation d'actionneurs piézoélectriques en vue de répondre à des applications non
conventionnelles pour des domaines d'applications inhabituels.
Dans une application, si l’utilisation de matériaux
piézoélectriques est justifiée (encombrement, temps de réponse,
précision), notre expertise, associée à celle de l'équipe
ICHAMS, en matière de modélisation multiphysique nous
permet de proposer des structures originales. Un actionneur
linéaire innovant de type « Inchworm » a été conçu dans le
cadre d'une collaboration avec l'hôpital Lariboisière
(Laboratoire de Recherches Orthopédiques (CNRS-ESA 7052))
(figure ci contre).
Il permet de générer des déplacements de l’ordre du nanomètre
pour une course totale de plusieurs centimètres. Dans le
domaine orthopédique : les procédés de croissance osseuse sont
basés sur le déplacement lent (de l’ordre de 1 mm/jour) des os
sains afin que la régénération osseuse se produise entre ceux-ci.
L’activité a donné lieu à 3 thèses soutenues et 2 thèses en cours.
4. Contrôle Non Destructif :
Le contrôle non destructif (CND) vise à caractériser l'état d'une pièce ou d'un matériau (mesure de paramètres
physiques, détection et dimensionnement de défauts, etc.) sans porter atteinte à son intégrité. C’est de ce fait un outil
pour la sûreté de fonctionnement des systèmes industriels. Les travaux de l’équipe portent sur le CND par méthodes
électromagnétiques, principalement par courants de Foucault (CF) pour la caractérisation de milieux
électroconducteurs. Le principe du CND par CF consiste à exciter la zone examinée de la pièce avec un champ
électromagnétique basse fréquence et à recueillir avec un capteur la réponse du milieu à cette excitation. La
caractérisation de la zone inspectée nécessite alors la résolution d'un problème inverse afin de reconstituer les
paramètres recherchés à partir de la réponse du capteur. Une application typique du CND consiste à détecter et
caractériser des défauts fins (fissures), débouchant ou non en surface. La détection et la caractérisation de tels
défauts est souvent délicate et implique l’étude et la réalisation de capteurs adaptés (sensibilité, résolution
spatiale…). Les activités du thème sont menées suivant les trois principaux axes mis en jeu dans le CND :
•
La modélisation : elle consiste à caractériser l’interaction capteur-pièce inspectée et permet d’améliorer les
performances des contrôles. Les travaux menés s’appuient principalement, sur la méthode des éléments finis et
visent à simplifier l’étude d’un problème de CND CF. En effet, si cette méthode permet de considérer des
problèmes de géométrie complexe, elle implique un maillage de l’ensemble du domaine d’étude. Ce maillage
peut s’avérer délicat à réaliser notamment en présence de défauts fins, conduisant à un nombre d’éléments
important et au risque d’avoir un système matriciel mal conditionné. Une prise en compte simplifiée d’un défaut
fin par imposition de conditions aux limites sur sa surface (évitant ainsi de le mailler) a été étudiée pour des
formulations magnétiques et électriques (contrat européen Verdict). Une méthode alternative plus rapide et
s’appliquant principalement pour des géométries de pièce canoniques (plaque, tube…) a été développée en
associant la méthode des éléments finis avec celle des intégrales de frontière (PAI franco-hongrois
Balaton)[ACL.2.10]. Toujours dans l’objectif de simplifier la modélisation par la méthode des éléments finis, une
étude est en cours dans le cadre du pôle de compétitivité SYSTEM@TIC Paris-Région sur l’adaptation
automatique de maillage. Celle-ci est destinée à limiter l’intervention de l’utilisateur et à optimiser la précision du
calcul pour une taille donnée de maillage [ACT.2.55].
•
Les capteurs magnétiques : dans un système de CND CF, la sensibilité des capteurs de champ magnétique est
déterminante pour garantir de bonnes performances de détection. Afin de permettre une augmentation de la
rapidité de contrôle par multiplication des observations, nous étudions des technologies de capteurs aisément
intégrables sous forme matricielle par des moyens microtechnologiques. Pour la détection de défauts débouchant
en surface, l’utilisation d’un champ d’excitation de fréquence élevée est à privilégier. Les capteurs de type
inductif dont la sensibilité croît avec la fréquence sont donc bien adaptés à ce type d’applications. Des systèmes
basés sur l’utilisation de microbobines gravées sont ainsi développés et évalués pour la caractérisation de petits
défauts débouchant en surface (collaboration avec SATIE et l’IEF) [ACT.2.88].
LGEP- UMR 8507
22
Pour la détection de défauts enfouis en profondeur, qui
implique l’utilisation de fréquences d’excitation faibles, nous
étudions des capteurs basés sur l’effet de magnéto-impédance
(ANR Imagine, programme PNANO 2005-2008). Il
correspond à la variation de l’impédance d’un conducteur
magnétique sous l’effet d’un champ magnétique extérieur.
L’impédance d’un tel capteur peut ainsi varier d’un facteur
10. L’impédance d’un tel capteur présente des sensibilités de
100%/Oe, de deux ordres de grandeur supérieurs aux
technologies basées sur la magnétorésistance.
Multicapteurs à base de Magnéto Résistances
Collaboration IEF Orsay .
•
Le traitement des données pour le diagnostic des structures inspectées : l’objectif final d’un CND est de
caractériser la pièce contrôlée par une analyse de la réponse du capteur. Les méthodologies mises en œuvre au
sein de l’équipe reposent sur des approches de type bases de données, notamment les réseaux de neurones. La
caractérisation de petits défauts (dimensions de l’ordre de quelques 100 µm) dans des matériaux conducteurs pose
des difficultés du fait d’un rapport signal sur bruit défavorable. Nous avons étudié les possibilités de
caractérisation de tels défauts, depuis la simple détection jusqu’à la reconstruction des dimensions du défaut.
Cette étude est passée par une réduction de l’espace de représentation des observations visant à préserver au
mieux les informations tout en éliminant au maximum le bruit [ACL.2.36]. Un autre aspect du CND porte sur la
caractérisation de l’état mécanique de pièces métalliques. Les possibilités de déterminer par CF l’état de
contraintes résiduelles des disques de turbine des moteurs d’avion et le niveau de fluage des aubes de turbine ont
été évaluées au cours de collaborations industrielles.
L’activité CND s’effectue dans le cadre de plusieurs collaborations industrielles (plusieurs contrats avec Snecma et
Saint-Gobain Recherche…) et institutionnelles (PPF, ANR, Pôle de compétitivité, PAI, Contrat européen).
Les compétences développées dans le thème sont étendues et valorisées dans des domaines présentant des
connexions tels que la mesure du champ magnétique de planètes (magnétomètres AC/DC spatiaux, colab. CETP) ou
encore le développement de procédures d’inversion pour la caractérisation microondes de milieux diélectriques (voir
équipe 5 paragraphe 3.3).
L’activité a donné lieu à 1 thèse soutenue et 5 thèses en cours.
5. Commande et Diagnostic des systèmes de conversion d’énergie :
Le thème commande du LGEP a connu un fort développement et une implication dans les programmes nationaux.
Le banc expérimental du laboratoire a été retenu par les Groupements de Recherche parmi les bancs de référence
notamment pour la" transitique" rapide. Suite au départ en 2002 du permanent en charge de cette activité, le thème
a été maintenu en veille et a repris ses activités en septembre 2004 avec le recrutement de deux maîtres de
conférences. L’orientation du thème a cependant été modifiée en ajoutant au volet commande des activités autour du
diagnostic.
Les systèmes de conversion d’énergie électrique autonomes sont de plus en plus présents dans les applications
liées au transport ou à la production d’énergie sur des sites isolés. L’utilisation accrue des énergies renouvelables
rend encore plus complexes la topologie et le contrôle de ces systèmes. Ces applications requièrent de la fiabilité, de
la disponibilité et de la sûreté de fonctionnement mais aussi une gestion efficace des ressources énergétiques.
Il s’agit donc dès la conception de prendre en compte ces contraintes pour synthétiser une commande fiable et
tolérante aux défauts afin d’assurer une continuité de service, même en mode dégradé.
La commande doit aussi prendre en compte la nécessité d’un rendement maximal afin d’utiliser au mieux
l’énergie embarquée et doit aussi répartir judicieusement la demande énergétique dans les systèmes comportant
plusieurs sources et charges [Thèse de Xiaofeng Liu]. Elle doit prendre en compte également les spécificités de
l’alimentation de l’actionneur électrique pour notamment améliorer les performances dans les zones de survitesse
[Thèses de Montacer Rekik et Hala Hannoun]
Les activités du thème se développent en relation d’une part avec les autres thèmes de l’équipe et d’autre part
avec des partenaires extérieurs tels que le L2S, le groupement SPEE Labs (PPF Fiabilité des systèmes d’énergie
électrique dans les moyens de transport), et les GdRs SEEDS et MACS. L’activité commande des actionneurs
électriques contribue également au développement des contrôleurs tolérants aux fautes en portant ses efforts sur le
LGEP- UMR 8507
23
développement de lois de commande performantes avec ou sans capteur (mécanique ou/et électrique) qui permettent
de pallier les défaillances temporaires ou les pannes des capteurs. Des travaux sont également menés pour établir la
structure du contrôleur hybride constitué de plusieurs lois de commande et d’une logique de supervision chargée de
diagnostiquer et de sélectionner en fonction de l’état du système la loi de commande adéquate[ Thèse de Ahmad
Akrad].
• Les travaux les plus significatifs concernent le développement et la validation expérimentale de commandes
sans capteur mécanique de la machine asynchrone basées sur un filtre de Kalman à double niveau. Cette
commande sans capteur donne des résultats identiques aux autres commandes en termes de performances
statiques et dynamiques mais avec une réduction sensible (20%) du coût du calcul.
• Dans le cadre d’une commande en vitesse, pour pallier la défaillance du capteur mécanique, deux
reconstructeurs de vitesse fonctionnent en parallèle avec le capteur de position. Un algorithme du maximum de
vraisemblance réalise le vote parmi ces trois grandeurs et fournit à la commande l’information vitesse la plus
fiable (ayant la probabilité la plus élevée). Le vote est basé sur des coefficients de fiabilité attribués au capteur et
aux reconstructeurs. Ils sont extraits d’essais expérimentaux réalisés sur toute la plage de vitesse. Les premiers
résultats obtenus sont très encourageants.
En ce qui concerne l’étude de la détection et du diagnostic des défauts dans les systèmes de conversion d’énergie,
nous avons abordé la problématique liée à la robustesse de la détection. Il faut en effet éviter les fausses alarmes
mais par contre détecter un défaut naissant. Le champ d’études est celui des ratés de commutation dans un onduleur
triphasé. Les seules grandeurs exploitées sont les courants de sortie de l’onduleur transformés en un vecteur
tournant dans un repère à deux dimensions. Les outils de traitement du signal traditionnels tels que les FFT
s’avèrent insuffisants pour des signaux non stationnaires et des défauts survenant aléatoirement.
C’est donc pour relever ce défi que nous avons entamé une collaboration avec le L2S pour appliquer les méthodes
de traitement des données telles que la classification (Analyse en Composantes Principales).
• Des premiers résultats intéressants ont été aussi obtenus dans la détection du bras de l’onduleur affecté. Une
analyse discriminante linéaire permet la séparation en classes distinctes entre la situation saine et les cas de
défauts.
Dans le cadre de la valorisation des activités de recherche par le transfert technologique, des lois de commande
pour des actionneurs synchrones embarqués sur des engins spatiaux ont été développées (contrat EADSSODERN/LGEP). La spécificité étant liée d’une part à l’application (niveau de disponibilité élevé et cible
matérielle imposée) et d’autre part aux précisions souhaitées dans le positionnement des instruments de mesure.
L’activité a donné lieu à 1 thèse soutenue et 5 thèses en cours.
6. Interactions entre thèmes
Les développements réalisés dans chacun des trois thèmes profitent à l'ensemble des activités de l'équipe soit parce
qu'ils traitent d'aspects différents d'une même composante du génie électrique (ex: les entrainements) soit parce qu'ils
permettent de mettre en place des méthodes ou des outils qui peuvent être partagés (ex : modélisation MEF, outil de
diagnostic ou de classification des défauts).
Modélisation
numérique
Outils logiciels ex:
MRVSim
CND
Analyse du
signal
LGEP- UMR 8507
Conception
Commande /
Diagnostic
24
7. Bilan
7.1 Points forts et points faibles
Le bilan est réalisé sous forme d'une auto critique mettant en évidence les points forts et faibles d'abord de manière
globale pour l'équipe puis par thèmes. Pour cette analyse on évoque d'une part les caractéristiques intrinsèques
(atouts, faiblesses) et d'autre part le positionnement dans un contexte plus large.
L'équipe
¾ Atouts
Les thèmes de recherche de l'équipe sont en étroite proximité avec les filières d'enseignements de l'université
(UFR, IUT). De ce fait l'équipe est constituée en grande majorité de jeunes enseignants - chercheurs qui ont pris
en charge des (sous-) thèmes propres. La cohérence de l'équipe est assurée par l'existence de liens forts entre les
sous thèmes.
¾ Faiblesses
Ces mêmes jeunes enseignants - chercheurs sont fortement sollicités pour les animations et les prises de
responsabilités pédagogiques.
¾ Opportunités
Possibilités d'avoir des stagiaires et quelques relations industrielles via les établissements d'enseignement
(technologique). En outre, il nous faut renforcer la synergie locale principalement dans le cadre de SPEE Labs.
¾ Menaces
Pour certaines activités le départ d'un enseignant-chercheur peut mettre à mal leurs pérennités.
Thème Conception
¾ Atouts
Expertise reconnue en modélisation multiphysique du département MOCOSEM. Possibilité de faire évoluer les
outils d'aide à la conception en intégrant les autres activités du département (équipe ICHAMS : modélisation
éléments finis, caractérisation de lois de comportement…)
¾ Faiblesses
A ce jour manque d’effectifs dans le thème.
Des compétences accrues en "génie logiciel" seraient nécessaires pour les développements d'outils orientés
métier.
¾ Opportunités
Nombreuses demandes d'industriels en matière d'outils de conception notamment dans le cadre des pôles de
compétitivité. Projet predit M2EI, thèse SPEE Labs Leroy Somer
¾ Menaces
Les outils de CAO et d'IAO orientés métier constituent une préoccupation nationale. Il est nécessaire de
capitaliser, valoriser et partager les développements et de s'associer à d'autres communautés scientifiques.
Thème CND
¾ Atouts
La méthode des éléments finis dans le domaine du CND peut répondre à un certain nombre de problème. Le
LGEP dispose de compétences reconnues en matière de modélisation électromagnétique sur toute la gamme de
fréquence.
Possibilité d’appliquer les outils ou méthodologie d’inversion ainsi que les capteurs au sein de l’équipe pour
d'autres thèmes tels que le diagnostic d’actionneurs
¾ Faiblesses
Ressource humaine limitée (permanents),
L'activité (CND) est peu connue des étudiants ce qui conduit à une difficulté pour recruter des stagiaires.
La réalisation des microbobines et des capteurs GMI implique la collaboration avec des laboratoires disposant de
moyens de fabrication en salle blanche.
¾ Opportunités
Présence en IdF-Sud de plusieurs laboratoires actifs dans le CND et notamment du CEA LIST qui sert de lien
avec les industriels également nombreux.
Collaboration avec l’IEF (proximité géographique) pour les réalisations en salle blanche.
L'activité "logiciels et outils de modélisation et de simulation " constitue un axe régional fort (DIGITEO,
System@tic..)
¾ Menaces
La présence en IdF-Sud de plusieurs laboratoires actifs dans le CND nous oblige à clairement afficher notre
positionnement.
Thème Commande/Diagnostic
¾ Atouts
L’environnement est favorable au sens où des collaborations inter et pluri disciplinaires sont possibles dans
l’environnement immédiat (SPEE Labs, LSS) et dans le cadre des GDRs.
Il y a une forte transversalité naturelle dans l’équipe : de la conception (du composant au système) au contrôle et
au diagnostic,
25
LGEP- UMR 8507
¾ Faiblesses
La reprise de l'activité commande/contrôle depuis septembre 2004 et la jeunesse des activités de diagnostic et
sûreté de fonctionnement n'a pas encore permis d'établir le thème du point de vue des relations industrielles
¾ Opportunités
L’énergie est un thème émergent très fort (systèmes autonomes, énergies renouvelables) dans lequel l’équipe a
toute sa place à prendre et la sûreté de fonctionnement est actuellement au cœur des préoccupations dans les
applications liées à la mobilité ou à l’énergie.
7.2 Publications
Le bilan des publications fait apparaître 49 articles dans des revues avec comité de lecture
(36 ACL+13 ACLN).
L’investissement financier majeur porte sur le développement des plateformes expérimentales de tests et
validation.
• La plateforme "entrainements à vitesse variable" : les lois de contrôle développées dans l’environnement
Matlab-Simulink® sont implantées dans des cartes à base de processeur de signal dSPACE® et
permettent l’étude des actionneurs à courant alternatif (induction, synchrone et à réluctance). 30 k€ ont
été investis pour la modernisation de la plateforme.
• Une plateforme "Contrôle Non Destructif" : l'ANR Pnano "Imagine" a notamment permis d'investir
20 k€ pour le test de capteurs GMI/GMR
• Une plateforme multi sources multi charges : Aménagement et mise en conformité d'une salle
accueillant une pile à hydrogène pour l'étude de la gestion de l'énergie au sein des systèmes autonomes.
Le partenariat avec le LSS dans le cadre du projet HYCON (digiteo) a contribué à financer une bonne
partie du matériel et des systèmes liés à la sécurité, à hauteur de 50 k€.
LGEP- UMR 8507
26
Plateformes matérielles et logicielles
du département MOCOSEM
Plateforme de modélisation électromagnétique
Plateforme de caractérisation multiphysique des matériaux
Plateforme de contrôle de chaînes de conversion électromécanique
LGEP- UMR 8507
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Plate-forme logicielle Modélisation électromagnétique
Description générale : Le département MOCOSEM dispose d’un ensemble de codes de calcul et d’outils
de simulation destinés à l’analyse de systèmes électromagnétiques. Cette « plate-forme logicielle » permet
de développer des méthodologies nécessaires à l’étude et l’optimisation de structures innovantes.
Fonctionnalité et caractéristiques : La plate forme est constituée d’un ensemble de codes de calculs par
éléments finis 2D / 3D qui permet d’aborder des problèmes de l’électromagnétisme : magnétostatique,
électrostatique, magnétodynamique et ondes électromagnétique. Elle permet également la modélisation de
systèmes d’équations couplées en vue d’études multi-physiques. Outre les codes réalisés par le département,
permettant le développement et l’intégration de nouvelles fonctionnalités, la plate-forme inclut également
plusieurs logiciels commerciaux (ANSYS, COMSOL) destinés notamment aux activités de recherche
contractuelle et à la valorisation.
Domaines d’applications : Machines électriques, Contrôle non-destructif, Capteurs, Compatibilité
électromagnétique, Antennes et micro-ondes.
Codes de calcul « matériaux actifs »
Pzt
Imag. Part of the Transimpedance (ohm)
H
Simulation en contrôle non destructif
FeCo
0.015
0.01
0.005
0
-0.005
-0.01
-0.015
4
Bobine
d’émission
2
4
2
0
0
-2
Bobine de
réception n°1
Capteur de champ H modélisé par CoMap 2D
Codes de calcul dédiés à la simulation des
phénomènes de propagation d’ondes
Bobine de
réception n°2
Y (mm)
-2
-4
-4
X (mm)
Calcul de la réponse d’une sonde différentielle
Outils logiciels d’analyse et de conception
de machines électriques
Diffraction et rayonnement
ε1
ε2
Propagation en milieu complexe
LGEP- UMR 8507
Conception de Machines à Réluctance
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Plateforme de caractérisation du comportement
multiphysique des matériaux
Description générale : Caractérisation expérimentale de phénomènes multiphysiques pour l'élaboration, l'identification
et la validation de lois de comportement couplé. Application aux phénomènes électro-magnéto-mécaniques.
Fonctionnalité et caractéristiques : Mesure simultanée d'effort, de déformation, de champ magnétique, d'induction
magnétique, de tension de courant.
Domaines d’applications : Magnéto-élasticité, piézoélectricité, …
Utilisateurs : Concepteurs, utilisateurs de machines électriques, de capteurs, d'actionneurs
Broche: XC-48 ou Fe-Co
Ferrite
Entrefe
Bobinages
Echantillon
Banc de caractérisation des matériaux actifs
Détail du dispositif
Résultats de caractérisation (Terfenol-D) : comportement magnétique et magnétostrictif
LGEP- UMR 8507
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Plateforme de contrôle de chaînes de conversion électromécanique
Description générale : Plateforme pour la commande et le diagnostic des systèmes de conversion d'énergie
électro-mécanique.
Fonctionnalité et caractéristiques : Cette plateforme est constituée de trois bancs indépendants (1 banc machine à
induction, 1 banc machine synchrone à aimants permanents et 1 banc machine à réluctance). Chaque banc est constitué par :
¾
une source d’alimentation et un convertisseur statique DC-AC,
¾
une machine électrique (Machines à induction à cage de 1 et 5 kW et bobinée de 5kW, Machine synchrone à aimants
permanents de 1kW et Machine à réluctance (60V-130A)) et sa charge (Machine à courant continu ou frein à poudre),
¾
des capteurs (courant, tension, flux, position et température),
¾
un environnement de développement Matlab-Simulink®,
¾
une carte de commande à base de processeur de signal associé au système de pilotage Dspace® (1 carte DS1103 et 2
cartes DS1104)
Domaines d’applications : Toutes les applications d'entrainement électrique à vitesse variable
(usinage, traction, génération, etc.)
Utilisateurs : Equipementiers, Intégrateurs, Transport, Production décentralisée
Machine synchrone à aimants permanents
Machine à Réluctance variable
Machine à induction
LGEP- UMR 8507
30
Présentation et bilan succinct du département MADELEC
(Responsable : Sophie NOEL, CR CNRS)
Équipe 3 - Contacts électriques – Lionel BOYER (CE )
(responsable : René MEYER, professeur à l’Université Paris Sud 11)
Équipe 4 – Semiconducteurs en couches minces (SCM)
(responsable : Jean-Paul KLEIDER, Directeur de recherche au CNRS
Équipe 5 – Matériaux et Dispositifs : des Micro-ondes à l’Infrarouge
(MDMI)
(Responsable : Annick DÉGARDIN, Professeur à l’UPMC)
Le département MADELEC (MAtériaux et Dispositifs pour l’ELECtronique) regroupe les trois équipes
du laboratoire travaillant dans le domaine des matériaux appliqués à différents types de dispositifs pour
l’électronique (photovoltaïque, capteurs, détecteurs et dispositifs de connexion et de coupure). Les matériaux
étudiés vont des semi-conducteurs et semi-isolants aux supraconducteurs et composites pour les équipes SCM
(Semi-conducteurs en Couches minces) et MDMI (Matériaux et Dispositifs : des Micro-ondes à l’Infrarouge),
tandis que l’équipe CE (Contacts Electriques) s’intéresse aux matériaux métalliques et/ou organiques en couches
minces utilisés pour les contacts électriques bas-niveau et de puissance. Le département comprend par ailleurs un
axe transverse "Microscopies en Champ Proche".
Le bilan du département MADELEC au cours de ces quatre dernières années montre les efforts et les
succès des équipes dans leurs domaines respectifs.
Deux thèses ont été soutenues à l’UPMC université Paris 6 et deux à l’université Paris Sud 11. Trois de ces
thèses bénéficiaient d’une convention CIFRE. Dans l’équipe SCM on peut se réjouir de la mise en place d’une
nouvelle thématique sur le diamant et les matériaux à grand gap grâce au recrutement d’un chargé de recherche
CNRS. La participation des équipes aux appels à projet de l’ANR a été très fructueuse : les équipes SCM et CE
sont impliquées dans dix projets ANR. L’un de ces projets (SEEDS, fiabilité des systèmes embarqués) permet
une collaboration avec le département MOCOSEM. Deux projets européens ont été mis en place : une action
Marie Curie dans l’équipe MDMI qui permet de financer dix jeunes chercheurs dont quatre doctorants sur le
thème de l’imagerie terahertz (projet NANOTIME adossé à un PPF de l’UPMC) et un projet Eureka pour
l’équipe CE qui a été l’occasion d’aborder une nouvelle problématique sur les contacts miniatures. L’équipe
SCM vient de démarrer en février 2008 un projet européen dans le programme Energie-photovoltaïque du 7°
PCRD. La plate forme AFM de l’équipe CE, sur laquelle s’appuie l’axe transverse du département, s’est étendue
avec l’acquisition de deux nouveaux systèmes, l’un dédié aux échantillons de grandes dimensions et l’autre
fonctionnant sous vide ou en atmosphère contrôlée ; ce dernier a été acquis conjointement avec l’équipe SCM.
Durant ces quatre années une dynamique s’est mise en place entre équipes et départements grâce aux efforts des
chercheurs pour mettre en commun leurs moyens de caractérisation.
LGEP- UMR 8507
31
Équipe 3 - Contacts électriques – Lionel BOYER (CE )
(responsable : M. René MEYER, professeur à l’Université Paris Sud 11)
1. Présentation
a. Participants
Enseignant-chercheurs /Chercheurs:
Frédéric HOUZÉ
René MEYER
Sophie NOËL
Olivier SCHNEEGANS
Philippe TESTÉ
I.T.A. :
David ALAMARGUY
Richard ANDLAUER
Maxime BERTOGLIO
Aurore BREZARD-OUDOT
Pascal CHRÉTIEN
Thierry LEBLANC
Nicole LECAUDÉ
Doctorants :
David ALAMARGUY
Arnaud MONNIER
Thomas KLONOWSKI
Rahma BELAKHDAR
Alessandro BENNEDETTO
Sandra CORREIA
Michèle NSOUMBI
Ivan ESTEVEZ
Maxime VINCENT
Post-Doctorants :
David ALAMARGUY
Julie CEDELLE
Florent LOETE
Patrice RETHO
Chargé de Recherche CNRS, Responsable du thème :
Microscopies en champ proche
Professeur Université Paris Sud 11
Chargée de Recherche CNRS, Responsable du thème :
Fiabilité, Tribologie et Surfaces des Contacts Bas-Niveau
Chargé de Recherche CNRS
Chargé de Recherche CNRS, Responsable du thème :
Contacts de Puissance
CLD IR depuis09/07.
Technicien CNRS
Ingénieur d’Études CNRS (en disponibilité depuis 31 déc. 2006)
Ingénieur d’Études CNRS (depuis oct. 2007 à 50%)
Ingénieur d’Études CNRS
Ingénieur d’Études CNRS
Ingénieur d’Études CNRS (départ à la retraite 8 janv. 2007)
Thèse (CIFRE) soutenue le 5 avril 2004
Thèse (CIFRE) soutenue le 30 octobre 2006
Thèse soutenue le 12 décembre 2006
Thèse (MNR) débutée en octobre 2005.
Thèse débutée en octobre 2005 (à 50% CEA)
Thèse (CIFRE) débutée en mars 2006
Thèse (CIFRE) débutée en janvier 2007
Thèse (CIFRE) débutée en mars 2007
Thèse (CIFRE) débutée en juillet 2007
mars 2006 à août 2007 (ANR Nanoconnect)
septembre 2006 à janv. 2007 (PIDEA – Hymstac)
juin 2007 à juin 2008 (ANR SEEDS fiabilité)
juillet 2007 à septembre 2009 (PIDEA – Hymstac)
Collaborations :
Internes
J.-P. KLEIDER, J. ALVAREZ (SCM), F. OSSART,
A. DEGARDIN (MDMI), L. PICHON (ICHAMS).
Locales
UMP CNRS-Thales
LCSI, CEA Saclay/IRAMIS/SCM
CEA Saclay/LIST/DTSI/SARC/LFSE
LPS, Univ. Paris 11
ICMMO, Univ. Paris 11
LI2C, Univ. Paris 6
INRIA Rocquencourt
IEF, Univ. Paris 11
Supélec, Département Energie
LTDS, Ecole Centrale de Lyon
CIMMA Angers (UMR 6200)
IMN, Univ. Nantes
LET2E Lorient
LETI, CEA Grenoble
LGEP- UMR 8507
K. BOUZEHOUANE (IR), S. FUSIL (MC)
P. VIEL, S. PALACIN
F. AUZANNEAU, M. OLIVAS.
A. MORADPOUR (DR)
L. PINSARD-GAUDART (CR), A. REVKOLEVSCHI (PR)
S. DURAND-VIDAL (MC)
M. SORINE
J.-L. PERROSSIER (IR)
E. ODIC, Ph. DESSANTE
C. GUERRET (CR), J.-L. LOUBET (DR)
M. SALLE
Ph. MOLINIE, A. LEBLANC
Ph. ROGEON (MC)
F. BERTIN, D. MARIOLLE, A. CHABLI
32
L2MP, Univ. Aix Marseille
ICB, Dijon
M. GILLET (PR)
J. ROSSIGNOL (MC)
Partenariats industriels
Schneider Electric (Grenoble) - Concept Scientifique Instruments (Les Ulis) - Scientec (Les Ulis,) - EdF
R&D - PEM Siaugues - Solvay Solexis, Bollate (Milano), Italie - Delphi, France - Hypertac (St Aubin les
Elbeuf) - Peugeot Citroen Automobile, France - Renault Trucks (Lyon) - Sollac (Arcelor Research – Metz) :
- Renault (Technocentre Guyancourt) - FCI (Epernon).
b Présentation générale de l’équipe :
Le domaine des contacts électriques se situe au confluent de plusieurs disciplines et adresse des
problématiques très diverses. L’équipe CE travaille depuis plus de 20 ans sur ces sujets, et possède un ensemble
de compétences reconnues au niveau national et international, qu’elle s’efforce de continuer à élargir année après
année. Ses activités se partagent entre la conception, la réalisation et l’exploitation de nombreux bancs de
mesures et moyens de caractérisation, et le développement de modèles physiques confortant aussi souvent que
possible l’analyse des résultats. Elles s’appuient sur un nombre important de contrats avec différents acteurs
industriels du secteur (en particulier dans le cadre de conventions CIFRE), mais également sur des partenariats
académiques bien choisis, à travers différentes formes de collaborations. L’organisation de l’équipe s’articule
autour de 3 thématiques complémentaires, qui reflètent la diversité des phénomènes et des approches. La
première concerne les contacts dits ‘bas-niveau’ (sans échauffement ni arc) et vise à la compréhension des
mécanismes de dégradation, ainsi qu’à l’amélioration de la fiabilité par la mise au point de revêtements
innovants. La seconde est dédiée au développement de moyens de caractérisation originaux aux échelles micro et
nano dérivés de la microscopie AFM (imagerie et spectroscopies locales), ainsi qu’aux investigations sur la
physique du nanocontact. La troisième est relative aux contacts dits ‘de puissance’, objets de nombreuses
problématiques (ouverture sous fortes tensions et/ou forts courants, soudage…) et pour lesquels certains
problèmes fondamentaux restent ouverts. S’y ajoutent des «actions spécifiques» dans lesquelles se rangent des
études ponctuelles un peu en marge des thématiques principales, ou des travaux préliminaires susceptibles
d’intégrer ultérieurement l’un ou l’autre thème.
2. Thème « Fiabilité, tribologie et surfaces des contacts bas-niveau »
Nos travaux concernent depuis plusieurs années les problèmes de fiabilité et de dégradation des contacts
électriques bas-niveau. Ces problèmes sont liés aux phénomènes mécaniques (mettant en jeu la tribologie) et de
corrosion (mettant en jeu les surfaces) pour lesquels nous recherchons des solutions de matériaux de protection
innovantes : c’est là l’un des points forts de l’équipe.
2. 1 Action matériaux
2. 1 1 Couches mixtes autogreffées
Le programme européen « Bilayer » a permis d’élaborer et d’étudier un type de couche original mettant
en œuvre le co-greffage de molécules fonctionnalisées de différentes longueurs. Ceci a donné lieu à la thèse de
D. Alamarguy, des articles et des présentations à des conférences internationales [ACL.3.6, ACT.3.6, 3.7]. Cela
nous a permis de mettre au point et d’exploiter une technique particulière de mesures locales de type "courbes
approche-retrait" avec notre AFM à pointe conductrice.
2. 1 2 Revêtement nanométrique pour une lubrification sèche appliquée à la connectique
La suite logique de l’étude précédente est d’étudier une méthode pour réaliser des couches lubrifiantes
sèches. Grâce à un projet ANR « Nanoconnect » nous avons étudié des revêtements nanocomposites à base de
nanotubes de carbone (NTC) immobilisés dans une matrice [ACL.3.8, COM.3.2, 3.3]. Des premiers résultats
encourageants [ACT.3.12, 3.14] ont été enregistrés dans le cadre d’une thèse, qu’il faudra développer. En effet le
comportement mécanique des NTC, plus particulièrement leur ancrage dans la matrice, constitue encore un
verrou à lever. Dans un deuxième temps nous avons mis en évidence un potentiel très fort de perspectives pour
des films de type poly(phénylène) greffés sur des métaux [ACT.3.7, 3.17, 3.18]. Des premiers résultats de cartes
de friction corrélées à celles de topographie et résistance ont été obtenus sur ces revêtements nouveaux.
2. 1 3 Revêtements multicouches d’étain électrolytique
L’étain est un matériau très communément utilisé comme revêtement du cuivre en connectique bien que
ses propriétés électriques et mécaniques deviennent mauvaises quand ses différents intermétalliques peuvent se
former [ACT.3.11]. Une collaboration industrielle avec un fabricant de dépôts électrolytiques étamés (thèse
CIFRE, société PEM) nous a permis d’entreprendre une étude électrique et mécanique de couches et
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33
multicouches « modèle » mettant en œuvre différents types d’intermétalliques [ACLN.3.1]. Une modélisation
électrique et mécanique nous a permis de voir l’influence de certains paramètres du contact sur les valeurs de
résistance en statique [ACT.3.13, 3.15].
2. 2 Action fiabilité des contacts bas niveau
2. 2 1 Fretting et discontinuités des contacts bas-niveau
Dans le cadre d’une thèse nous étudions les mécanismes de conduction dans des contacts électriques
soumis à des vibrations menant à une dégradation de type fretting. Un traitement des données a permis de
montrer l’influence des conditions de vibration (force, distance, fréquence) sur les défaillances.
2. 2 2 Mise en vibration de faisceaux de câbles automobile
Un projet ANR (SEEDS-Fiabilité, piloté par le CEA LIST, dans lequel nous participons avec le
Département Mocosem) sur le diagnostic des faisceaux électriques dans les transports (dont l’objectif affiché est
la maintenance prédictive du réseau électrique sur un véhicule) nous a permis de mettre en place un dispositif de
vibrations de type aléatoire ou sinusoïdal permettant de tester des géométries et des revêtements de connecteurs
dans des conditions réelles de vibrations. Un deuxième projet a été déposé auprès de l’ANR.
3. Thème « Microscopies en Champ Proche et Nanocontacts »
Depuis de nombreuses années, nous développons au sein de l’équipe une activité originale centrée sur les
mesures électriques locales par microscopie à force atomique. Deux appareils ont ainsi été successivement mis
au point : le « Résiscope », dédié aux mesures de résistance en DC, puis le « Capascope » élargissant les
possibilités du précédent module aux mesures d’impédance en AC. Le bilan tiré ci-après pour la période
couverte par ce rapport porte sur différents aspects complémentaires de nos activités : la mise en œuvre de
l’AFM/Résiscope dans toute une série d’études – sur les contacts et dans d’autres domaines – , la poursuite des
développements instrumentaux et la valorisation. À noter que cette thématique constitue depuis mi-2004 un axe
transverse du département MADELEC, en raison de l’intérêt croissant qu’elle suscite au sein des équipes MDMI
et SCM. Elle a également permis au Laboratoire de s’insérer activement dans le RTRA « Triangle de la
Physique » (bureau de l’axe « Instrumentation à ses limites »).
3.1. Principales études mettant en œuvre l’AFM/Résiscope
Dans le domaine des revêtements pour les contacts bas-niveau, l’AFM/Résiscope est utilisé pour la
caractérisation initiale des matériaux, puis l’étude de leur dégradation à l’issue de différents tests d’utilisation
(essais tribologiques, en fretting…), et se trouve généralement associé à d’autres moyens de caractérisation
(analyses par spectroscopies d’électrons XPS/Auger, MEB, angles de contact…). Les investigations
comportent aussi bien de l’imagerie (cartographies simultanées de relief et de résistance) que des
spectroscopies locales (courbes approche/retrait, courant/tension). Les travaux réalisés sur la période
concernent à la fois des matériaux « classiques » dont on vise l’optimisation des conditions de dépôt, comme
l’étain (thèse CIFRE avec la société PEM), et la recherche de revêtements ultraminces innovants (projet ANR
« NanoConnect » 2005), cf. 2.1.2 et 2.1.3 ci-dessus.[ACT.3.6, 3.12, 3.14, 3.18].
En collaboration avec l’équipe SCM, nous avons démarré des études très prometteuses sur des dispositifs
à base de diamant, donnant lieu à plusieurs articles et communications [ACL.3.3, 3.4, 3.11, ACT.3.3, 3.9, 3.10,
3.38]. Toujours dans le domaine des semi-conducteurs, en partenariat avec le LETI, nous avons mis en évidence
la possibilité de mesures quantitatives de taux de dopage dans une gamme très étendue, ceci avec une excellente
résolution spatiale (<10nm) [ACT.3.2]. Enfin, les investigations sur la physique du nanocontact se sont
développées dans le cadre de collaborations avec le LPS et l’ICMMO, en particulier sur les aspects
« modifications locales » (électrochimiques, thermiques…) [ACL.3.5, ACT.3.36, HDR.3.1]. De ce point de vue,
un résultat majeur a été obtenu avec la réalisation de nanomodifications réversibles à la surface de certains
oxydes à valence mixte (NaxCoO2), avec des applications potentielles au stockage haute densité d’informations
(dépôt d’un brevet) [ACL.3.7, HDR.3.1, BREVET].
3.2. Valorisation
L’essaimage du Résiscope, par nos propres moyens, dans les laboratoires français les plus intéressés s’est
poursuivi jusqu’en 2006 (7 appareils diffusés en tout), date à laquelle nous avons enfin conclu un accord de
licence avec un partenaire industriel (la PME d’instrumentation CSI, adossée au distributeur européen
ScienTec) [LICENCE]. Le transfert a été effectué très rapidement, l’appareil a été adapté et mis en forme
pour la gamme de microscopes AFM Molecular Imaging (Agilent) et vient d’être présenté publiquement lors
d’un rassemblement international d’utilisateurs d’AFM ; il sera effectivement commercialisé d’ici quelques
mois.
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3.3. Poursuite des développements instrumentaux
Parallèlement aux avancées régulières sur le plan des performances du Résiscope, nous avons fait porter
nos efforts sur une utilisation innovante de ce module en association avec le mode « friction » de l’AFM (LFM).
Ce couplage inédit des deux techniques, particulièrement délicat à réaliser, a été appliqué en particulier sur les
revêtements organiques ultraminces étudiés dans le projet ANR « NanoConnect ». Des essais préliminaires de
« nanotribologie » et « nanofretting » ont également commencé à être abordés. Les développements autour de la
physique du nanocontact et la nanoécriture ont donné lieu à la mise au point et au raffinement de modes pulsés.
Les travaux relatifs au module de mesure d’impédances « Capascope » se sont intensifiés, grâce à
l’acquisition d’une seconde plateforme AFM (financement ASTRE (CG Essonne)) et au recrutement d’un
doctorant (CIFRE avec la société CSI, très intéressée également par l’adaptation et la commercialisation de ce
type d’appareil). De gros progrès ont été accomplis concernant la compréhension des interactions capacitives
associées à l’environnement – au sens large - du nanocontact pointe/surface [ACL.3.2, 3.10, ACT.3.8, 3.26, 3.37,
HDR.3.1].
Enfin, les recherches concernant l’extension de la gamme de mesures du Résiscope dans les très faibles
courants sont également en plein essor, dans le cadre du projet ANR PNano 2006 « ALICANTE », pour lequel
nous sommes coordonnateurs, réunissant CSI et l’Unité Mixte de Physique CNRS-Thales, utilisateur de longue
date de notre appareil pour une application originale de nanoindentation par AFM contrôlée par mesure de
courant.
4. Thème « Contacts de Puissance » (resp. Ph. Testé)
Les activités abordées dans la thématique « contacts de puissance » relèvent à la fois de démarches
expérimentales et de modélisation. Elles concernent d’une part l’étude des interactions arc-électrodes et d’autre
part celle du contact de puissance fermé (sans arc). Au cours des deux dernières années un rapprochement s’est
effectué avec le Département Energie de Supélec et a conduit a plusieurs actions de recherche communes dans le
cadre de deux thèses (l’une financée par l’institut Carnot C3S (concernant la transition décharge luminescente arc électrique) et l’autre dans le cadre d’une bourse Cifre (thèse de M. Nsoumbi) avec PSA (concernant les
départs de feu et leur propagation dans les circuits imprimés dans les automobiles))
4.1. Les interactions arc-électrodes [ACL.3.1]
Diverses études ont été menées ou sont en cours sur ce sujet. Elles concernent :
● L’évaluation du bilan de puissance aux électrodes. Pour de nombreuses applications les problèmes liés à
l’érosion des électrodes jouent un rôle important. Nous cherchons à estimer le flux de puissance apporté par l’arc
aux électrodes et à mesurer la température atteinte sur les surfaces soumises à un arc non stationnaire dans l’air
pour des électrodes à bas point de fusion (cuivre par exemple). Pour le premier point, l’étude a été réalisée en
observant les traces laissées par l’arc et en utilisant conjointement une modélisation des phénomènes thermiques
dans l’électrode. Pour le second, la mesure de la température de surface se fait à l’aide d’une caméra infra rouge
rapide à très faible temps de pause. Pour cela il faut d’une part s’affranchir de la lumière de l’arc et d’autre part
évaluer l’émissivité des électrodes métalliques considérées (cuivre, argent…). L’étude est en cours.
● La transition d’une décharge luminescente en un arc électrique. Le premier intérêt de cette étude est théorique
et concerne la structure de la zone cathodique d’un arc et les phénomènes physiques qui conduisent à la
transition mais elle a aussi un intérêt applicatif, par exemple pour les alimentations électriques des lasers de
puissance dans lesquelles on essaie d’éviter l’apparition d’un tel phénomène. L’étude a débuté lors d’un contrat
avec la société Servilase et se poursuit dans le cadre d’une collaboration avec l’ICB (Institut Carnot de
Bourgogne)- Dijon et le Département Energie de Supélec. Un dispositif permettant de générer une décharge
continue et de créer une transition de façon « contrôlée » a été élaboré. Les premiers résultats sont encourageants
(observation de structures « stables » mi-arc, mi-décharge). Nous avons reçu un financement de l’institut
Carnot C3S pour poursuivre dans le cadre d’une thèse.
● La coupure de fortes intensités sous une tension continue de l’ordre de 42 V DC.
L’augmentation des puissances électriques embarquées dans les automobiles (véhicule hybride…) va conduire
les constructeurs à augmenter les tensions. Dans un premier temps celles-ci étaient prévues au moins égales à
36/42 V DC. Dans le cadre d’une thèse MENRT [TH.3.2.], nous avons entrepris une étude expérimentale
concernant les propriétés de la coupure de fortes intensités sous 36 V DC. Les travaux réalisés ont permis
d’étudier l’influence de nombreux paramètres (matériaux de contact, intensité, charge résistive ou inductive du
circuit,….) sur les propriétés de l’ouverture (durée de l’arc, distance d’extinction de l’arc, surtension
apparaissant aux bornes du circuit…) [ACL.3.9, ACT.3.5, 3.35].
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35
4.2. Le contact de puissance fermé – Modélisation du soudage par résistance. [ACL.3.12,
ACT.3.4]
Si dans le cas d’un connecteur on cherche à éviter l’échauffement des éléments du contact, dans le cas du
soudage par résistance les objectifs sont radicalement opposés même si les phénomènes physiques à considérer
sont voisins. Il faut générer le chauffage et le contrôler pour souder les pièces. Dans le cadre d’un contrat avec
Schneider Electric [TH.3.1.] nous avons entrepris une modélisation couplée des phénomènes
mécaniques/électriques/thermiques se produisant lors du soudage. La principale difficulté réside dans la prise en
compte au niveau électrique et thermique de l’interface entre les pièces à souder. Deux modèles ont été proposés
pour cette interface :
- une modélisation macroscopique : pour cela une loi de comportement donnant la résistance d’interface en
fonction de la température a été établie en collaboration avec le LET2E (Laboratoire d’Etudes Thermiques,
Energétiques et Environnement) de Lorient.
- une modélisation microscopique de l’interface qui nécessite de prendre en compte aussi bien les rugosités
que les « pollutions » de surface.
Le premier modèle permet de se rapprocher plus de l’expérience en ce qui concerne les paramètres
macroscopiques (tension). Le deuxième modèle a permis de mettre en évidence l’importance des phénomènes
d’échauffement locaux au niveau de l’interface qui n’apparaissent pas dans la première modélisation. Ces deux
modélisations ont permis de déterminer de façon fiable des plages de soudabilité pour les différents paramètres :
force de contact, intensité du courant et durée du soudage.
5. « Actions Spécifiques »
Nous participons à un contrat Eureka PIDEA piloté par la société Hypertac, dont l’objectif est la
réalisation d’un connecteur interposeur miniature qui permettra la liaison sans soudure entre différentes cartes de
circuits imprimés (donc entretien et récupération facilitée). Notre travail consiste à réaliser des mesures
électriques pour tester la qualité du contact individuel, puis du connecteur dans sa globalité (sur un prototype
avec une trentaine de contacts), en statique et en dynamique (conditions où il y a du fretting). Pour faire ce
travail, nous avons embauché un premier post doc (Julie Cédelle), recrutée peu après sur un poste de Maître de
Conférences, puis un deuxième (Patrice Retho) pour une durée de 1 an (renouvelable un an). Le dispositif
expérimental est réalisé, et les premières mesures sur le contact individuel sont lancées [ACT.3.27].
Illustrations des activités présentées
n cycles pour [Rc>10mΩ]
4000
topographie
Sn mat
Sn mat/Ni
3000
résistance
friction
Sn brillant
Sn brillant/Ni2
2000
1000
0
0
2
4
6
e Sn (µm)
8
10
Thème 1 : Evolution du comportement en
fretting (1 Hz, 25 µm) d’un contact sphère plan
revêtu de différents types et épaisseurs d’étain
électrolytique ; on met en évidence la forte
influence de l’épaisseur d’étain.
LGEP- UMR 8507
Thème 2 : Images AFM(topographie à gauche,
électrique au centre, et frottement à droite) d’un film
hybride constitué d’un tapis de nanotubes de
carbone insérés dans une matrice de diazonium
(quelques nm d’épaisseur) déposé sur un substrat
d’or évaporé
36
Thème 3 : Image thermique obtenue avec la caméra
infrarouge, permettant de mesurer la température de
surface de l’électrode, à peine 20 μs après
l’extinction de l’arc, pour étalonner nos
modélisations numériques.
6.
« Actions Spécifiques » : L’interposeur miniature ;
la matrice isolante (noire) maintient les contacts
traversants (jaunes). L’objectif est un pas de 1 mm
entre les contacts, et une épaisseur du composant
inférieure à 3 mm.
Bilan
a Publications
Les travaux de l’équipe CE ont donné lieu à 20 publications acceptées dans des revues internationales à comité
de lecture, 39 présentations dans des conférences avec actes, une licence de transfert vers l’industrie et un brevet.
b Utilisation des crédits
La diversité de nos activités expérimentales requiert de gros investissements que nous ne pouvons faire qu’au
travers d’un important apport de contrats (souvent liés à l’accompagnement de thèses CIFRE). La liste qui suit
ne représente que les « gros achats », sans tenir compte des dépenses nécessaires à la maintenance.
Pour les études de fiabilité et de caractérisation des matériaux :
- adaptation du dispositif d’essais de fretting (jusqu’ici uniquement destiné à l’étude de connecteurs) aux
« contacts modèles » de type sphère/plan.
- réalisation d’un nouveau dispositif de frottement instrumenté (tribomètre) permettant de caractériser les
propriétés électriques et tribologiques de différents types de revêtements.
- achat d’un nouveau dispositif d’étude de fiabilité des contacts en vibration (ANR-06-PDIT-015), permettant de
soumettre un ensemble connecteur-boîtier d’un poids lourd au spectre de vibrations défini par le cahier des
charges d’industriels du transport (quelques G, jusqu’à 6 kHz).
- acquisition d’un système de mesure de résistivité « 4 pointes » (ANR NanoConnect NT05-3_42052)
En ce qui concerne la plate-forme AFM (pour un total voisin de 230 k€) :
- acquisition d’un scanner grand balayage (125µm) à engagement vertical (ANR blanc NanoConnect)
- achat d’un deuxième banc AFM, permettant de travailler sur de grands échantillons, donc complémentaire du
premier. Cet équipement (178k€) a été financé en grande partie par une aide du Conseil Général de l’Essonne
(procédure ASTRE) et le contrat d’accompagnement d’une thèse CIFRE avec la PME d’instrumentation CSI. Il
est principalement dédié au développement de notre nouveau module de mesures d’impédance locale
« Capascope ».
- achat de plusieurs appareils permettant de pousser les investigations pour la mesure en dynamique de très
faibles courants dans le cadre du projet « ALICANTE » (env. 35 k€, ANR-06-NANO-064-01).
Pour l’activité « contacts de puissance », les investissements sur la période sont également très importants, avec
l’acquisition d’une caméra thermique rapide (grâce à un financement ASTRE), qui nous permet de progresser
dans la mesure de températures de surface et, plus récemment, d’une caméra rapide classique (l’ensemble
approche les 200 k€).
Enfin, pour les « actions spécifiques », la réalisation d’un banc expérimental adapté aux mesures sur des contacts
miniatures (sensibilités voisines de 1 μm, 1mN et 1 μV sur position, force et d.d.p. respectivement), (environ 40
k€ - contrat PIDEA Hymstac) .
Nous avons par ailleurs subvenu à 36 mois de salaire de post doc, sur divers contrats.
c
Points forts et points faibles
Points forts :
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37
- Forte complémentarité des compétences des membres de l’équipe (la diversité des thématiques le prouve),
permettant de couvrir un spectre très large de sujets, dans un domaine par nature pluridisciplinaire.
- Savoir-faire expérimental vaste et reconnu, s’appuyant sur le développement régulier, en interne, de dispositifs
instrumentaux originaux ; capacité de renouvellement et d’innovation sur ces dispositifs « maison » ; couplage
efficace avec des moyens de caractérisation plus conventionnels.
- Nombreux partenariats avec des industriels (majorité de thèses financées par CIFRE), tout en conservant des
sujets d’étude à caractère académique ; le maintien de cet équilibre entre appliqué et fondamental constitue
depuis 20 ans une caractéristique fondamentale de l’équipe CE.
- Succès dans la valorisation des travaux : un brevet (avec Radiall) et une licence de savoir-faire (avec CS
Instruments) sont en cours d’exploitation.
Points faibles :
- Dépendance vis-à-vis de l’extérieur pour l’obtention des matériaux : nous contribuons aux stades de la
conception, puis bien sûr de la caractérisation, mais sauf rares exceptions l’élaboration nous échappe, ce qui
s’avère souvent problématique pour la maîtrise de tous les paramètres.
- Notre forte activité expérimentale requiert un soutien technique important et durable, qu’il est de plus en plus
difficile d’obtenir.
- Le nombre relativement faible de publications (20 revues avec comité de lecture – avec un index moyen 2,16),
qui tient en grande partie au fait que presque chaque étape de notre progression requiert un dispositif
expérimental original, dont il faut parachever la mise au point et valider les performances avant d’envisager de
rédiger un article.
- Notre domaine, à la frontière de plusieurs disciplines, ne se rattache à aucune filière universitaire, ce qui rend
difficile le recrutement de doctorants (et d’enseignants chercheurs) de profils adéquats ; et l’implication de
plusieurs membres de l’équipe dans l’enseignement à Supélec s’est avérée de ce point de vue très peu
productive.
- Insuffisance des collaborations internationales.
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38
(responsable : Jean-Paul KLEIDER, Directeur de recherche au CNRS)
1. Participants :
Enseignant-chercheurs /Chercheurs CNRS:
José ALVAREZ
Zakaria DJEBBOUR
Marie-Estelle FARRET-GUEUNIER
Jean-Paul KLEIDER
Christophe LONGEAUD
Denis MENCARAGLIA
Anne MIGAN-DUBOIS
CR (a/c octobre 2005)
MC UVSQ
MC UP-Sud 11
DR CNRS
DR CNRS
DR CNRS
MC UPMC-P6
ITA :
Cyril BAZIN
Emmanuel BLANC
Aurore BRÉZARD-OUDOT
Franco PONTIGGIA
Christelle VELLY-PAREIGE
TCN CNRS (100%) (mutation a/c décembre 2007)
TCE CNRS (33%) (a/c décembre 2007)
IE (50%) (a/c décembre 2006)
AI CNRS (33 %) (mutation a/c octobre 2007)
IE CNRS (30 %) (a/c avril 2007)
Doctorants :
Jose ALVAREZ
Rémy CHOUFFOT
Arouna DARGA
2007)
Djicknoum DIOUF
Samah IBRAHIM
Jaafar SERHAN
Yrebegnan Moussa SORO
Peiking YU
UP-Sud 11, contrat ANR (a/c février 2007)
UP-Sud 11 (50% avec ICHAMS) allocation MR (a/c octobre 2004)
UPMC-P6, allocation MR (a/c octobre 2006)
UP-Sud 11, contrat ANR (a/c octobre 2006)
UPMC-P6, contrat ANR (a/c avril 2007)
Post-doctorants :
Alexander GUDOVSKIKH
Namita DUTTA-GUPTA
Partha PRATIM RAY
contrat ADEME/CNRS, puis ANR (octobre 2002- octobre 2006)
contrat CEFIPRA (septembre 2004-juillet 2006)
contrat CEFIPRA (a/c janvier 2007)
UPMC-P6, allocation MR (octobre 2001-mars 2004)
UP-Sud 11, bourse ADEME/CNRS (a/c octobre 2005)
UP-Sud 11, allocation région Ile de France (janvier 2005-décembre
Collaborations :
• Internes
Frédéric HOUZÉ (CR), Frédéric BOUILLAULT (PR),
Olivier BETHOUX (MC)
• Locales
LPICM Ecole Polytechnique
Institut Lavoisier, UVSQ
IRDEP CNRS
CEA-Saclay
• Nationales
GEORGIATech Lorraine
PALMS, Univ. Rennes 1
CEA-Grenoble, INES
CEA-Grenoble, LETI
ICMCB/CNRS, Université Bordeaux I
• Internationales
Université d'Oldenburg, Allemagne
Institut Ioffe, St Pétersbourg, Russie
Hahn-Meitner Institut, Berlin, Allemagne
Université de Hagen, Allemagne
Université de Biskra, Algérie
LGEP- UMR 8507
Pere ROCA I CABARROCAS, DR CNRS
Arnaud ETCHEBERRY, DR CNRS
Jean-François GUILLEMOLES, DR CNRS
Philippe BERGONZO, Dominique TROMSON, Christine MER,
Ingénieurs
Abdallah OUGAZZADEN, PR
Christian GODET, DR CNRS
Pierre-Jean RIBEYRON, Claude JAUSSAUD, Yannick VESCHETTI,
Ingénieurs
Cyril GUEDJ, Ingénieur
Jean-Claude Launay, IR CNRS
Rudolf BRÜGGEMANN, chercheur ; Gottfried BAUER, PR
Evgeny TERUKOV, PR
Walther FUHS, PR ; Lars KORTE, Chercheur
Wolfgang FAHRNER, PR
Hocine BELGACEM, chercheur
39
ERU, IACS, Kolkata, Inde
INTEC, Santa Fe, Argentine
IFGW-UNICAMP, Sao Paulo, Brésil
NIMS, Tsukuba, Japon
ITME , Varsovie, Pologne
Université de Dundee, Ecosse
Partha CHAUDHURI, PR
Javier SCHMIDT et Roberto KOROPECKI, chercheurs
Jaime FREJLICH, PR
Yasuo KOIDE (responsable du Sensor Material Center)
Pawel KAMINSKI, PR ; Roman KOZLOWSKI, chercheur
Charlie MAIN, PR
EADS-Astrium (Toulouse,), ESA-ESTEC (Nordwijk, Pays-Bas) SOLEMS (Palaiseau), TOTAL (Paris-La Défense)
L'équipe SCM (Semiconducteurs en Couches Minces) développe des techniques de caractérisation originales de
type électronique et opto-électronique pour l'étude de matériaux semiconducteurs et de composants associés. Nos
recherches durant le présent quadriennal ont visé principalement des applications pour le photovoltaïque mais
aussi pour l'optoélectronique (détection de l'ultra-violet à l'infra-rouge, électroluminescence et holographie
dynamique) et l'électronique (composants à capacité négative).
Les thématiques abordées par l'équipe étaient divisées en un axe transverse, à savoir le développement des
nouvelles techniques de caractérisation et le perfectionnement de leur analyse, et en cinq thèmes de recherche
rattachés aux familles de matériaux suivantes :
• couches minces de silicium et de ses alliages : il s'agit de matériaux partiellement cristallisés ou
désordonnés (silicium amorphe, polymorphe, microcristallin, alliages silicium-germanium amorphes ou
polymorphes) ainsi que des interfaces entre ces matériaux et le silicium cristallin (hétérojonctions de
silicium),
• couches minces polycristallines CIGS (semiconducteurs composés à base de cuivre, indium, gallium et
sélénium ou soufre)
• semiconducteurs organiques
• semiconducteurs à forte résistivité ou semi isolants
• diamant CVD et alliages de carbone amorphe.
Ces matériaux ont été étudiés durant ces quatre années à des degrés divers et pour différentes raisons.
Les trois premières familles sont destinées aux applications photovoltaïques. Dans le contexte actuel du
photovoltaïque en plein essor, toutes les filières pour le photovoltaïque font l'objet de recherches actives dans le
monde. Notre équipe a fait le choix de ne pas s'impliquer dans le dépôt de tel ou tel matériau, mais de développer
des outils de caractérisation et d'analyse qui puissent servir largement la communauté. Ces outils ont été adaptés
afin que nous puissions précisément travailler en partenariat avec différents groupes qui s'occupent de la
fabrication de ces différents matériaux. Cela nous permet en outre d'avoir une vision étendue de ce qui se fait et
de ce qui peut se faire dans le domaine du photovoltaïque. Les recherches sur les couches minces de silicium et
de ses alliages ont été plus intenses que celles sur les couches minces CIGS et sur les semiconducteurs
organiques, qui se sont renforcées plutôt en fin de quadriennal.
La quatrième famille a été introduite en prolongement de nos études sur les techniques de photocourant en
régimes modulé et transitoire. En effet, ces techniques avaient été développées dans l'équipe pour l'étude des
défauts électroniquement actifs dans couches minces désordonnées de silicium, dont le prototype est le silicium
amorphe hydrogéné (a-Si:H). Or, il est apparu qu'elle pouvait aussi bien servir à la caractérisation de ces défauts
dans des matériaux semiconducteurs non désordonnés (contrairement au a-Si:H), mais fortement résistifs
(comme le a-Si:H), classe de matériaux pour lesquels les techniques d'analyse plus classiques telles que la
technique DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy) ne s'appliquent pas bien.
La dernière famille a fait l'objet d'études pour deux raisons. D'abord, le carbone sous la forme diamant nous
intéresse car il s'agit à nouveau d'un matériau fortement résistif (lorsqu'il n'est pas volontairement dopé), sur
lequel nos outils d'investigation des défauts dans la bande interdite pouvaient s'avérer utiles. Cette thématique
avait été lancée en 2000 par une collaboration avec le CEA-Saclay et la thèse de José Alvarez. Les résultats
obtenus au cours de cette thèse nous ont convaincus de développer une activité dans l'équipe pour l'étude plus
poussée des propriétés électroniques de ce matériau et de ses applications pour la détection de rayonnements
(notamment dans l'ultra-violet). Le recrutement de José Alvarez au CNRS en octobre 2005 a permis de renforcer
cette activité. Enfin, le carbone peut aussi être produit sous forme amorphe par la même technique que le a-Si:H,
avec lequel il partage alors certains traits caractéristiques dans les propriétés de transport, ce qui a justifié les
études que nous lui avons consacrées.
LGEP- UMR 8507
40
3. Description des thématiques et principaux résultats
Thème transverse : techniques de caractérisation, et plate-forme "CAMADISC"
Le développement de techniques de caractérisation de matériaux semiconducteurs constitue le socle des activités
de l’équipe SCM. Le nombre de techniques opérationnelles dans l'équipe et leur diversité augmente au fil des ans
et enrichit notre plate-forme de caractérisation "CAMADISC" (CAractérisation de MAtériaux et DIspositifs
SemiConducteurs). Ces techniques sont destinées à la détermination des principaux paramètres du transport
électronique, comme les produits (mobilité × durée de vie) des porteurs majoritaires et minoritaires, ainsi qu'à
celle des paramètres des défauts actifs : densité, position en énergie, sections efficaces de capture. Une large
partie de notre travail a donc consisté dans la mise au point de nouvelles techniques ou dans l’amélioration de
techniques plus anciennes. Essentiellement, nous avons montré que la technique de photocourant modulé, déjà
couramment employée pour la détermination de la densité d’états, pouvait être affinée pour en obtenir des
paramètres supplémentaires par rapport à son utilisation classique [ACL.4.36]. Nous avons également montré
que la technique du photocourant sous interférométrie laser, destinée initialement à la détermination de la
longueur de diffusion des porteurs minoritaires, pouvait conduire à la détermination de certains niveaux
d'énergie de défauts dans la bande interdite [ACL.4.3]. Enfin, nous avons mis en évidence qu’un traitement
particulier des résultats d’une expérience de photoconductivité en régime continu conduisait également à
l’obtention des caractéristiques de certains états localisés [ACL.4.5]. Nous avons souligné les corrélations et les
complémentarités de chacune de ces techniques et montré que l’application de l'ensemble de ces techniques au
même échantillon conduit à une bonne détermination des paramètres de la densité de défauts présents dans la
bande interdite d’un semiconducteur [ACL.4.8, ACL.4.9]. Dans le cas de couches minces de silicium
désordonné, il est alors possible d'obtenir une véritable fiche d'identité du matériau permettant de juger aussi
bien de ses propriétés de transport pour les électrons et pour les trous, que de la densité de défauts
électroniquement actifs et de leur pouvoir recombinant. La figure 1 montre un exemple de spectroscopie du
produit NC/μ (N étant la densité des états, C la section efficace de capture pour électron ou trou et μ la mobilité
correspondante) reconstituée pour une couche mince de silicium amorphe à partir de plusieurs techniques. Grâce
à nos nouvelles analyses de ces techniques, on obtient un accord remarquable, ce qui nous permet de choisir pour
nos études futures la technique la plus appropriée, compte tenu de différentes caractéristiques (niveaux de
courants, photosensibilité, etc.) et contraintes propres à chaque matériau.
Thème 1 : silicium et ses alliages en couches minces
Le silicium en couches minces (silicium amorphe, polymorphe et microcristallin) et ses alliages ont été étudiés
pour leurs applications photovoltaïques. Bien que ce thème soit le plus ancien de l'équipe, les objectifs des
recherches ont fortement évolué. En effet, la forte croissance du marché du photovoltaïque suscite des recherches
sur le silicium en couches minces suivant deux objectifs principaux :
- l'augmentation de la vitesse de dépôt du matériau (tout en maintenant de bonnes propriétés électroniques) ; c'est
un des moyens de réduire les coûts de production pour que cette filière soit compétitive par rapport à la filière du
silicium cristallin massif,
- l'augmentation du rendement de conversion (de l'énergie lumineuse en énergie électrique) et la stabilité accrue
des cellules photovoltaïques en "jouant" avec les caractéristiques des matériaux ou grâce à de nouveaux types de
composants.
Nous travaillons en collaboration étroite avec des partenaires (essentiellement le Laboratoire de Physique des
Interfaces et des Couches Minces à Palaiseau, mais aussi plusieurs instituts étrangers) qui fabriquent les
matériaux par dépôt à basse température (PECVD), et nos caractérisations servent à guider les choix de
conditions de dépôt dans la poursuite de ces deux objectifs.
Ainsi, nos caractérisations et l’analyse des propriétés optiques et électroniques de ces matériaux ont permis de
déterminer des paramètres physiques importants pour le fonctionnement des cellules solaires de type PIN ou
tandem : longueur de diffusion, densité d’états dans la bande interdite de la couche I, sections efficaces de
capture [ACL.4.7]. Nos travaux ont porté sur des couches minces de silicium fabriquées par PECVD avec
dilution du silane dans l'hydrogène ou dans l'argon [ACL.4.2, ACL.4.4], ainsi que sur des matériaux déposés à
grande vitesse par PECVD ou par une variante ECR-PECVD [ACL.4.13, ACL.4.32, ACL.4.54]. Alors que la
vitesse de dépôt du silicium amorphe classique est inférieure à 1 Å/s, des vitesses respectivement proches de 10
Å/s et supérieures à 30 Å/s ont pu être obtenues par ces techniques. Dans le cadre des projets TGV-Sicomat
(Silicium en couches minces déposées à Très Grande Vitesse pour l'habitat, ACI du programme Energie) et
ATOS (Associations Tandem Optimisées pour le Solaire, projet ANR), il a été montré que, par un bon choix des
conditions de dépôt, des couches de silicium amorphe (a-Si :H) et polymorphe (pm-Si :H) déposées à grande
LGEP- UMR 8507
41
vitesse présentaient des propriétés électroniques comparables ou supérieures à celles du silicium amorphe
standard déposé à moins de 1 Å/s [ACL.4.13, ACL.4.32]. Ces résultats sont illustrés sur la figure 2, qui présente
le produit (mobilité×durée de vie) des électrons (µnτn) et la longueur de diffusion ambipolaire (Ld) d’échantillons
de pm-Si:H déposés à 8-9Å/s en fonction de l’épaisseur des couches. Il est à noter que, grâce à l'interactivité de
nos travaux avec ceux du LPICM, au cours de la deuxième année du projet ATOS, des rendements de
conversion de l’ordre de 8% ont été obtenus sur des modules photovoltaïques de 100 cm2 constitués de pm-Si :H
fabriqué à 9 Å/s, ce qui dépasse déjà les objectifs fixés pour ce projet [ACL.4.53, ACT.4.15, ACT.4.16]. A
présent, dans le cadre de ce projet, nous nous intéressons également à la gestion de l'énergie produite par des
modules de type tandem à 4 fils, en collaboration avec l'équipe COCODI du LGEP et le LAAS.
Pour la poursuite du deuxième objectif, nous nous sommes également intéressés aux cellules photovoltaïques à
hétérojonctions de silicium, dont une illustration est donnée à la figure 3. Ces cellules sont constituées d'une base
en silicium cristallin (c-Si), ce matériau étant choisi ici car ses propriétés électroniques sont meilleures que celles
des matériaux désordonnés en couches minces. Mais elles utilisent des dépôts de couches ultra-minces (quelques
nanomètres) de silicium amorphe ou polymorphe, réalisés à basse température, pour former l'émetteur de la
cellule en face avant et le champ de surface à l'arrière, en lieu et place des étapes de diffusion (à haute
température) utilisées dans la filière classique du silicium cristallin. Ce type de cellule présente de nombreux
avantages. Citons le budget thermique de fabrication de la cellule, qui est réduit, ce qui induit une diminution de
l'énergie utilisée lors de la fabrication, mais aussi une réduction du coût. Dans ce type de nouveau dispositif, les
interfaces aux jonctions des deux semiconducteurs jouent un rôle capital (il s'agit bien d'hétérojonctions de
silicium car c-Si et a-Si:H ou pm-Si:H ne possèdent pas les mêmes largeurs de bande interdite). Pour le
diagnostic électrique de ces interfaces, nous avons d'abord utilisé la spectroscopie de capacité classique : mesure
de la capacité de la cellule en fonction de la température et de la fréquence, à l'obscurité, et à polarisation
continue nulle ou inverse [ACL.4.16]. Nous avons démontré que la sensibilité de cette technique aux états
d'interface dans le cas des hétérojonctions de silicium n'est pas suffisante. Nous avons ensuite développé une
technique de mesure de la capacité sous forte polarisation directe (proche de ou égale à la tension de circuit
ouvert) sous illumination AM 1.5 [ACL.4.19]. L'analyse de cette nouvelle technique a montré qu'elle est
beaucoup plus sensible que la technique classique, et que la physique sous-jacente est complètement différente :
la sensibilité est liée aux mécanismes de recombinaison et non aux mécanismes de piégeage-dépiégeage des
porteurs libres comme dans la spectroscopie classique [ACL.4.29]. Enfin, nous avons proposé, réalisé et analysé
des mesures sur une structure simple et originale : un dépôt de couche mince de a-Si:H de type n sur substrat de
c-Si de type p, l'ensemble étant recouvert d'électrodes coplanaires. Cette structure est beaucoup plus simple à
réaliser qu'une cellule photovoltaïque complète, et nous avons montré que la conductance correspondante est très
sensible aux détails du diagramme des bandes à l'hétérojonction [ACL.4.46]. Ceci nous a permis de déterminer
avec précision le désaccord de bande de conduction entre le a-Si:H et le c-Si, la valeur de ce paramètre étant très
controversée dans la communauté, alors même qu'il s'agit d'un paramètre fondamental pour comprendre le
fonctionnement des cellules photovoltaïques à hétérojonctions de silicium et pour espérer optimiser ces
structures par simulation [ACL.4.51]. Nos travaux sur ce thème ont été largement reconnus au niveau
international et ont fait l'objet en 2008 de communications invitées dans deux conférences majeures du domaine
[INV.4.2, INV.4.3]. Ils s'orientent à présent vers la mise en oeuvre de modélisations fines de ces structures
[ACL.4.57], en liaison avec l'équipe ICHAMS du LGEP, et vers la mise en oeuvre de techniques de
photoluminescence en régime continu mais aussi en régime alternatif pour sonder la qualité des interfaces
[ACL.4.45, ACL.4.59].
Thème 2 : couches minces CIGS
Pour la caractérisation des cellules photovoltaïques à base des matériaux composés chalcogénures CuInGa(S,
Se)2 (CIGS), nos travaux se sont inscrits dans le programme ECODEV (programme ADEME/CNRS) ainsi que
dans le cadre de notre collaboration avec l’IRDEP (UMR CNRS/EDF) sur le CIS obtenu par électrodépôt. Nous
avons corrélé plus particulièrement les résultats de trois techniques : la spectroscopie d’admittance, les mesures
courant-tension dans une large gamme de température et la photoréponse spectrale. Nous pouvons citer ici deux
résultats marquants : un type de défauts peu profond en énergie sondé par la spectroscopie d’admittance a été
localisé dans le CIGS et non dans la couche tampon de CdS (il y avait une controverse à ce sujet dans la
communauté) [ACL.4.22], et la mise en évidence d’un gap graduel à l’interface CdS/CIS lorsque l’absorbeur
CIS est obtenu par électrodépôt [ACL.4.41].
Thème 3 : semi-conducteurs organiques
Afin de mieux asseoir la validité de nos interprétations des mesures de spectroscopie d’admittance, technique
moins utilisée jusqu’alors pour la caractérisation de semiconducteurs organiques que celle des semiconducteurs
LGEP- UMR 8507
42
minéraux, nous avons suivi une démarche similaire à celle développée pour l'étude des dispositifs à base de
CIGS, en poussant les corrélations avec les résultats des mesures de transport. Nous avons appliqué cette
démarche à deux types de semiconducteurs organiques : des petites molécules à base de métalo-phthalocyanines
de Cuivre (CuPc), fabriquées dans le cadre d’une ACI CNRS avec le Laplace de Toulouse (LGET), et un
polymère, la polyaniline (PANI), fabriqué à l’Université de Sao Paulo dans le cadre d’une collaboration avec un
ancien post-doctorant formé au LGEP. Pour ces deux types de matériaux, nous avons montré l'intérêt et la
validité de nos techniques de caractérisation, en déterminant les densités de certains défauts électriquement actifs
et en analysant le mécanisme de transport de charges [ACL.4.27].
Thème 4 : semi-conducteurs à forte résistivité ou semi-isolants
Ayant développé des techniques de caractérisations pour des matériaux en couche mince fortement résistifs
comme le a-Si :H, nous avons tâché d’en appliquer certaines à l’étude de matériaux cristallins semi-isolants
comme GaAs intrinsèque ou des sillénites (Bi12TiO20) à large bande interdite. Ceux-ci présentent des propriétés
de photoréfractivité qui en font de bons candidats pour le stockage holographique. Pour ces deux matériaux,
nous avons pu mettre en évidence des défauts dans la bande interdite et comparer favorablement les résultats à
ceux d’autres méthodes de caractérisations réalisées par nos partenaires [ACL.4.1] afin d'améliorer le champ de
connaissance de ces matériaux [ACL.4.34, ACL.4.37, ACL.4.42].
Thème 5 : diamant CVD et alliages de carbone amorphe
De par sa large bande interdite (5.5 eV) le diamant suscite un grand intérêt en vue de son utilisation dans le
domaine de la détection dans l'UV. Le thème de recherche diamant CVD a été introduit dans l'équipe en 2000
avec le démarrage de la thèse de José Alvarez, et renforcé par son recrutement au CNRS en 2005, après un
séjour post-doctoral au NIMS (National Institute for Materials Science) à Tsukuba, dans un groupe en pointe sur
le dopage du diamant de synthèse et son utilisation pour la détection de rayonnements. Grâce à une forte
collaboration avec ce groupe, notamment au travers d'un projet entrant dans le cadre de l'accord signé entre le
CNRS et le NIMS, nous avons pu intervenir non seulement dans les aspects de caractérisation, mais aussi dans la
conception et la réalisation de détecteurs, en utilisant les moyens technologiques disponibles à Tsukuba.
Plusieurs études nous ont conduit à caractériser les performances de dispositifs photoconducteurs qui ont été
fabriqués sur des couches de diamant CVD homoépitaxié [ACL.4.23, ACL.4.24, ACL.4.26, ACL.4.38,
ACL.4.39, ACL.4.40]. En particulier, des études de microscopie en champ proche par AFM à pointe
conductrice, dit « resiscope », ont été réalisées sur des dispositifs planaires de type Schottky et métalsemiconducteur-métal (MSM). Ces études ont permis de mettre en évidence des inhomogénéités au niveau du
contact Schottky, qui sont à l’origine d’un mauvais facteur d’idéalité (n>>2) et d'un pouvoir rectifiant médiocre
de la diode. Outre ces mesures de courant, des mesures innovantes de photocourant local ont été mises en place
grâce à l'adaptation d'une source de lumière UV à la technique du résiscope, permettant ainsi l’analyse des
propriétés photoélectriques à une échelle mésoscopique. Nous avons aussi mis en évidence un gain de
photoconductivité et des phénomènes de persistance du photocourant sur les détecteurs de type MSM.
Un des objectifs principaux pour l'optimisation de détecteurs UV à base de diamant est d'augmenter le facteur de
sélectivité UV/visible (rapport entre le photocourant mesuré sous illumination à 200 nm et celui mesuré à 600
nm) et le rapport ON/OFF (rapport entre courant sous lumière à 200 nm et courant d'obscurité). Nous avons pu
élaborer des photodétecteurs MSM à structure interdigitée (figure 4) offrant des faibles valeurs de courant
d’obscurité et une plus grande sensibilité UV tout en gardant des bonnes performances en termes de temps de
réponse [ACL.4.39, ACL.4.40]. Notre deuxième approche en cours de développement consiste à modifier l’état
de surface du diamant, ce qui a pour effet de « jouer » sur les propriétés de conduction et de photoconduction des
dispositifs planaires de surface. Grâce à des traitements d'ozonisation de la surface, nous avons pu obtenir des
performances de sélectivité UV/visible inédites (facteur de sélectivité proche de 108, cf figure 5). Ces études
n'ont pas encore été publiées, car nous avons déposé un dossier de valorisation en décembre 2006. Un brevet
vient d'être déposé au Japon (date), et il sera étendu prochainement en France et en Europe.
Des recherches plus ponctuelles ont aussi été menées sur une autre forme de carbone, à savoir du carbone ou des
alliages de carbone et d'azote amorphes en couches minces (collaborations avec C. Godet, PALMS, Université
de Rennes 1, et avec l'Energy Research Unit de Calcutta). Ces recherches avaient initialement un caractère
fondamental, visant notamment à mieux cerner le transport électronique à basse température, qui s'effectue par
sauts entre états localisés [ACL.4.18, ACL.4.21, ACL.4.33]. Mais nous avons découvert une propriété originale
en régime alternatif aux fréquences relativement basses (f<1 kHz) : la capacité équivalente d'une structure MSM
en géométrie transverse dépend fortement de la polarisation continue, et il est possible de diminuer sa valeur
jusqu'à la rendre nulle, puis négative [ACL.4.43]. Ce phénomène se produit en augmentant la tension continue
dans une plage très faible (de l'ordre du volt pour une couche d'une cinquantaine de nanomètres d'épaisseur). Ce
LGEP- UMR 8507
43
type de composant et le procédé pour obtenir une capacité équivalente négative ont fait l'objet d'un dépôt de
brevet.
4. Bilan
4.1. Publications
Les travaux de l'équipe SCM ont conduit à 56 revues internationales à comité de lecture , 83 présentations (sous
forme orale ou d'affiche) dans des congrès internationaux ou nationaux (3 invitées), dont 30 ont été publiées dans
des comptes-rendus.
Nous avons investi dans des équipements de caractérisation nous permettant d'étendre le champ de nos études
des propriétés électroniques de matériaux et composants. Ainsi, nous avons acquis un cryostat à gaz d'échange
muni de bras permettant de positionner des contacts par pointes de l'extérieur, un système de mesure sans contact
de la durée de vie effective des porteurs dans les tranches de silicium, très utile pour le développement des
cellules à hétérojonctions de silicium, et un spectrophotomètre UV/visible/proche IR. Enfin, nous avons cofinancé, à part égale avec l'équipe CE, l'achat d'un "enviroscope", AFM à pointe conductrice pouvant fonctionner
dans différents environnements (sous vide, sous gaz neutre contrôlé, à haute température). Celui-ci renforcera
l'axe transverse "microscopie en champ proche" et notre collaboration interne avec l'équipe CE, et il nous servira
pour l'étude des propriétés de transport électronique au niveau local.
4.3. Points forts et points faibles
Points forts :
Outre le nombre et la qualité de nos publications (à titre indicatif, le facteur d'impact moyen calculé sur
l'ensemble de nos 56 publications est de 1,87), un point fort de l'équipe est sa forte implication dans la
communauté internationale. Elle se traduit par de nombreux programmes de collaborations avec des équipes de
pointe dans le domaine des couches minces pour le photovoltaïque et pour le diamant. On peut citer des projets
avec des groupes universitaires ou instituts en Allemagne (Procope), en Argentine (ECOS-Sud), en Russie
(projets bilatéraux LGEP-Ioffe Institute dans le cadre de l'accord entre le CNRS et l'Académie des Sciences de
Russie), au Japon (projet CNRS-NIMS), en Pologne (Polonium), et des échanges plus ponctuels notamment avec
des chercheurs au Brésil, en Algérie, et en Ecosse. Notre implication est par ailleurs reconnue au niveau national
d'une part dans le domaine du photovoltaïque, où nous participons à de nombreux projets de l'ANR (PHARE,
ATOS, NANORGYSOL, CONAPOSOL, BBCIGSe, QC-PASSI, MULTIXEN), et d'autre part dans celui du
diamant (collaboration avec le CEA, participation au GDR "grands gaps").
Points faibles :
On peut relever une répartition peu équilibrée des publications parmi les différentes thématiques, ainsi que le
faible nombre de thèses soutenues durant ce quadriennal (2). Cette situation devrait nettement s'améliorer dans
un futur proche compte tenu des recrutements de doctorants dans les trois dernières années dans les thématiques
les plus récentes, et des prévisions de recrutement de doctorants et post-doctorants à court terme. Par ailleurs, la
lecture du nombre des thématiques affichées dans l'équipe durant ce quadriennal peut faire croire à une
dispersion de nos activités. Il ne s'agit là que d'une apparence, car ces études sur divers matériaux sont fortement
liées entre elles soit par les techniques ou les approches d'analyse utilisées, soit par les applications. Cependant,
afin de mieux marquer ces liens, la structuration des thèmes de l'équipe a été remaniée dans nos perspectives
pour le prochain quadriennal.
LGEP- UMR 8507
44
Silver metallization
TCO
n a-Si:H
i pm-Si:H
p c-Si
i a-Si:H
p a-Si:H
Evaporated Aluminium
Figure 1 : Spectroscopie du produit NC/µ (N :
densité d’états, C : coefficient de capture, µ :
mobilité), reconstituée sur une couche mince de aSi:H à partir de mesures de photoconduc-tivité en
régime continu (dc γ-NC/µ) à différent flux, de
photoconductivité en régime alternatif (ac γ-NC/µ),
et d’interférométrie laser (β-NC/µ). L’accord entre
les différentes techniques est remarquable.
10
-4
Figure 3 : Cellule photovoltaïque à hétérojonctions
de silicium en face avant et en face arrière.
300
µ τ
n n
250
L
d
-5
200
d
L (nm)
2
-1
µ τ (cm V )
10
n n
150
10
L de a-Si:H standard
d
-6
Figure 4 : Vue par microscope de structures MSM
interdigitées sur diamant. L'espace inter-électrodes
est de 10 µm.
100
µ τ de a-Si:H standard
n n
50
10
-7
0
0
0.5
1
1.5 2
2.5 3
Epaisseur (µm)
3.5
4
Figure 2 : Produit mobilité-durée de vie des
électrons (µnτn) et longueur de diffusion
ambipolaire (Ld) en fonction de l’épaisseur pour des
échantillons de pm-Si :H déposés à des vitesses
comprises entre 8 et 9Å/s. Est indiquée également
sur cette figure la plage des valeurs obtenues pour
du silicium amorphe standard.
Figure 5 : Réponse spectrale d'un détecteur MSM
en diamant après hydrogénation de la surface (a),
puis après traitement à l'ozone de plusieurs durées
(b),
(c)
et
(d).
LGEP- UMR 8507
45
Équipe 5 – Matériaux et Dispositifs : des Micro-ondes à l’Infrarouge (MDMI)
(Responsable : Annick DÉGARDIN, Professeur à l’UPMC,
ayant succédé en septembre 2007 à Alain KREISLER, Professeur émérite à l’UPMC)
1. Participants :
Enseignant-chercheurs :
Annick DÉGARDIN
PR UPMC-P6
Olivier DUBRUNFAUT
MC UPMC-P6
Arlette FOURRIER-LAMER
Chercheur bénévole UPMC-P6 (temps partiel jusqu’au 31 décembre 2006)
Aurélie GENSBITTEL
MC UPMC-P6 (4/5 de septembre 2006 à août 2007)
Alain KREISLER
PR émérite UPMC-P6, responsable du thème Films minces d’oxydes
Olivier MEYER
MC UPMC-P6, responsable du thème Matériaux complexes
Florence OSSART
PR UPMC-P6
ITA :
Emmanuel BLANC
TCE CNRS (33%) (a/c décembre 2007)
Franco PONTIGGIA
AI CNRS (33 %) (mutation a/c octobre 2007)
Christelle VELLY-PAREIGE
IE CNRS (70 %) (a/c avril 2007)
Raphaël WEIL
AI CNRS (75 %) (mutation a/c septembre 2005)
Doctorants :
Hulusi ACIKGOZ
UPMC-P6, alloc. MR (34% MDMI, 66% MOCOSEM) (a/c octobre 2005)
Mario AURINO
UPMC-P6, bourse Marie Curie (a/c mai 2006)
Hicham BELYAMOUN
UPMC-P6, allocation MR (50% MDMI, 50% ICHAMS) (a/c octobre 2007)
Emmanuel BONDET de la BERNARDIE UPMC-P6, CIFRE (mai 2003-septembre 2006)
Cédric GILBERT
UPS-P11, bourse DGA (70% MDMI, 30% ICHAMS) (a/c octobre 2007)
Vishal JAGTAP
UPMC-P6, bourse Marie Curie (a/c novembre 2006)
Benjamin JANNIER
UPMC-P6, CIFRE (a/c novembre 2006)
Mattia LONGHIN
UPMC-P6, bourse Marie Curie (a/c janvier 2006)
Vratislav MICHAL
UPMC-P6, bourse Marie Curie (a/c mars 2006), cotutelle Univ. Brno
Mikaël RICHARD
UPMC-P6, CIFRE (a/c septembre 2005)
Ibrahim TÜRER
UPMC-P6, bourse Marie Curie (a/c novembre 2006)
Post-doctorants :
Srinivisan ELAYARAJU
Bourse MR (octobre 2005-septembre 2006)
Bruno GUILLET
CDD sur contrat CNES (avril 2004-septembre 2004)
Christophe PÉROZ
CDD sur contrat CNES (décembre 2004-mai 2005)
Post-gradués :
Xabier GAZTELU
Bourse Marie Curie (mai 2007-octobre 2007)
Alain MARTINEZ
Bourse Marie Curie (a/c juin 2008)
Alexandre SCHEURING
Bourse Marie Curie (a/c février 2008)
Collaborations :
• Internes
Yann LE BIHAN (MC), Frédéric HOUZÉ (CR), Sophie NOËL (CR), Lionel PICHON
(DR), Saïd ZOUHDI (PR)
• Locales
Départ. Rech. Électromag (DRE), SUPÉLEC
ENS Ulm
IEF, Univ. Paris-Sud 11
ITODYS Univ Paris 07
La Pitié-Salpêtrière
LCMCP, ENSCP
L2E (ex-LISIF), UPMC
LERMA, Observatoire de Paris
Nicolas RIBIÈRE-THARAUD, Enseignant-chercheur
François-René LADAN, IR ENS ; J. MASSOULIE, DR CNRS émérite
Paul CROZAT, PR
François MAUREL, MC
Nicole BAUMANN, DR INSERM émérite
Jean-Claude BADOT, IR CNRS (chercheur associé 10%)
Geoffroy KLISNICK (MC), Michel REDON (PR), Gérard SOU (MC)
Gérard BEAUDIN, IR Observatoire de Paris
• Nationales
LCSIM, Univ. Rennes 1
LMGP, INP-Grenoble
CEA-Grenoble
LMFA, ECL Lyon
LRCS, Univ. de Picardie Jules Verne
Marilyne GUILLOUX-VIRY, PR
François WEISS, DR CNRS
Jean-Claude VILLÉGIER, Ingénieur expert senior
Michel LANCE, PR
Aline ROUGIER, DR
• Internationales
Université de Brno, Rép. Tchèque
Univ. Pédagogique de Moscou, Russie
Jiri SEDLACEK, Assistant Professor
Gregory GOL’TSMAN, PR
Alcatel-Thales III-V Lab (Marcoussis), CEA-DAM (Bruyères-le-Châtel), CNES (Toulouse), SATIMO (Courtabœuf), SAFT
(Bordeaux), SNECMA Services (Châtellerault).
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46
Les travaux de l’équipe MDMI portent sur l’élaboration et/ou la caractérisation de matériaux à propriétés
remarquables dans les domaines microonde et infrarouge. Les objectifs concernent d’une part l’étude de
processus physiques, chimiques ou biologiques, et d’autre part la conception et réalisation de composants
démonstrateurs. Deux axes d’activité sont donc développés :
• Matériaux complexes (Responsable : O. Meyer) : Ces travaux portent sur la caractérisation de matériaux
complexes sur une large bande de fréquences (de 5 Hz à 40 GHz) associée à une large gamme de
températures (de 200 K à 1000 K). Grâce à la mise en œuvre d’outils instrumentaux ou de capteurs
originaux et au développement de méthodes de calculs électromagnétiques analytiques et numériques, nous
déterminons la permittivité, la conductivité et la perméabilité de matériaux à propriétés remarquables. Un
point fort du thème est la maîtrise complète de chaînes de caractérisation et de traitement originales
permettant de confronter résultats théoriques et expérimentaux.
• Films minces d’oxydes (Responsable : A. Kreisler) : Ces travaux portent sur l’élaboration de films minces
d’oxydes (supraconducteurs, semiconducteurs), leur caractérisation (tant des points de vue structural,
morphologique et physico-chimique, que du point de vue de leurs propriétés de transport électrique) et leur
mise en œuvre pour des applications en électronique (composants passifs microondes agiles et imageurs
dans le domaine sub-millimétrique ou encore terahertz – de 500 GHz à 10 THz). Notons d'ores et déjà le
point fort "commun dénominateur" de ces recherches, à savoir la maîtrise de la chaîne complète qui conduit
du matériau au composant.
3. Matériaux complexes
Ce thème concerne l’étude de matériaux complexes aux propriétés remarquables pour la compréhension des
phénomènes physico-chimiques ainsi que le développement des instruments et capteurs associés à ces études.
3.1. L’activité capteurs, pilotée par O. Dubrunfaut, consiste à développer des méthodes électromagnétiques pour caractériser des milieux avec des contraintes liées à des besoins industriels. Nous développons
depuis 2003, en partenariat avec un industriel, un capteur fonctionnant à 500 MHz et à 40 GHz (cf. Figure 5.1)
pour la caractérisation in situ de fluides pétroliers [thèses de E. Bondet de la Bernardie THE5.1 ; thèse de B.
Jannier dirigée par F. Ossart ; 2 dépôts de brevet ; ACL5.7, ACT5.20]. Pour optimiser l’extraction du pétrole, il
est nécessaire de connaître en temps réel la composition en huile, en eau et en gaz du fluide remonté. La
problématique électromagnétique réside dans la difficulté à déterminer la relation entre la composition du fluide
et les admittances mesurées par les sondes en utilisant notamment les variations de permittivité. Le problème est
résolu de manière analytique à basse fréquence et à l’aide de modélisations numériques à haute fréquence. Afin
de tester le capteur et d’optimiser la méthode d’inversion en configuration dynamique, un prototype satisfaisant
la norme ATEX (ATmosphères EXplosibles) a été conçu et utilisé lors de campagnes de mesures de validation
du capteur, sur boucle diphasique d’eau et d’air (LMFA de l’ECL) et boucle triphasique (NEL, Écosse).
3.2. L’activité contrôle de processus sous champ micro-ondes, pilotée par O. Meyer, consiste à réaliser
une instrumentation pour l’étude du couplage entre le champ électromagnétique et des systèmes moléculaires et
ioniques, grâce au suivi de la permittivité ou de la conductivité large bande (1 MHz - 2 GHz) du mélange
réactionnel. Les résultats marquants obtenus ont abouti à 5 publications [ACL5-2004.1-2, ACL5.6, ACL5.10-11,
ACT5.15, ACT5.22], montrant les effets spécifiques de la saponification et réticulation sous champ à 2,45 GHz,
liés au meilleur rendement de la cinétique chimique par rapport à des traitements thermiques classiques. Le
domaine d’application a été étendu à l’observation de la cinétique d'une réaction biochimique in vitro du système
nerveux central en présence d'un champ électromagnétique intense. L’objectif ambitieux est d’évaluer les seuils
à partir desquels des effets irréversibles sont observables sur des systèmes biologiques in vitro soumis à un
champ de forte intensité (REI - DGA 2007-2010, O. Meyer du LGEP porteur du projet, coll. CEA-DAM
Bruyères-le-Châtel, ENS-Paris, la Pitié-Salpêtrière, ITODYS-Paris7, thèse DGA de C. Gilbert). La réaction
étudiée est une réaction d’hydrolyse de l’acétylcholine (neurotransmetteur excitateur) soumis à un champ CW à
2,45 GHz (de puissance variable 5 - 50 W) puis à un champ en impulsions (durée 100 ns) de forte intensité (qq
kV) et à temps de montée court.
3.3. L’activité transverse méthodes numériques et modélisation, coordonnée par O Meyer, s’effectue en
collaboration étroite avec le département MOCOSEM (équipes COCODI – Y. Le Bihan, et ICHAMS –
L. Pichon) du LGEP. Elle a permis de montrer la faisabilité d’une résolution de problèmes inverses pour la
caractérisation diélectrique, s’appuyant sur les réseaux de neurones et la modélisation par éléments finis [thèse
de H. Acikgoz, ACL5.5, ACLN5.1, ACT5.6, ACT5.12, ACT5.20-21, ACT5.24]. Ces résultats ouvrent des
perspectives prometteuses sur le développement de cellules de caractérisation diélectrique large bande originales
dont la résolution analytique est soit limitée, soit impossible, particulièrement pour la caractérisation sous
traitement micro-onde et pour le développement de capteurs permettant le contrôle de fluides en écoulement.
LGEP UMR 8507
47
3.4. L’activité caractérisation et nouveaux matériaux, pilotée par O. Dubrunfaut, concerne tous les
protocoles et méthodes de caractérisation (par exemple, instruments spécifiques pour mesurer la permittivité à
une température de 800°C, convention du Conseil Général de l’Essonne) mis au point dans l’équipe pour l’étude
de nouveaux matériaux et pour leur optimisation en vue d’applications potentiellement prometteuses. Trois
points forts sont à souligner :
Les matériaux pour batteries. [ACL5-2004.3, ACL5.3]. Il s’agit ici de l’étude de matériaux massifs ou de films
minces pour des applications dans le domaine des micro-batteries, en collaboration avec le LCMCP-ENSCP
(J.-C. Badot) et la SAFT pour identifier en particulier les processus physico-chimiques de conduction.
Les matériaux électrochromes. Cette étude initiée en 2007 se déroule dans le cadre d’un contrat de Recherche
Exploratoire et Innovation (REI DGA, porteur : LRCS-Univ Picardie Jules Verne) qui associe également, outre
le LGEP, le LCMCP et EADS (Suresnes). Elle concerne le développement de couches minces à base de
nouveaux matériaux électrochromes en vue d’applications du type radôme actif.
La caractérisation de métamatériaux et dispositifs. Les travaux de modélisation numérique menés sur les métamatériaux par S. Zouhdi (équipe ICHAMS) sont enrichis par le développement de méthodes de caractérisation
en espace confiné et en espace libre adaptées à l’étude de ce type de matériaux (Thèse de H. Belyamoun,
démarrée en 2007 et dirigée par F. Ossart). Ces travaux s’inscriront dans le cadre du projet « Matériaux et
structures intelligentes pour l’électromagnétisme » (MSIE, porteur : INEO AMP) du pôle de compétitivité
ASTECH (aéronautique) démarrant en septembre 2008 (partenariat : EADS, INEO AMP, SATIMO, Dassault).
4. Films minces d’oxydes
Ce thème concerne l’étude et le développement de films minces d’oxydes pour la mise en œuvre d’applications
en hyperfréquences (composants passifs agiles) et pour les ondes THz (réseaux de détecteurs bolométriques pour
l’imagerie THz). L’activité sur les dispositifs micro-ondes menée par A. Gensbittel s’inscrit depuis 2003 dans le
cadre du GDR FIFA (Films ferroélectriques et applications) et du réseau européen SCENET2 (Superconductivity
European Network, 2004-2006) en tant que nœud de ce réseau (« nœud Supélec »).
Quant aux travaux sur les détecteurs dirigés par A. Kreisler, ils se sont inscrits dans le cadre de contrats avec le
CNES (02-05, 07-08) pour la mise en œuvre de mélangeurs hétérodynes à base de bolomètres à électrons chauds
(Hot Electron Bolometer, HEB), en collaboration avec le CEA-Grenoble et le LERMA-Observatoire de Paris,
ainsi que d’un contrat européen INTAS (2004-2006) sur le thème de l’imagerie par HEB regroupant des
laboratoires russes, ukrainiens et français (pilotage : LERMA). En outre, A. Dégardin pilote un PPF de l’UPMC
(2005-2008) sur l’imagerie THz et ses applications, qui regroupe le L2E, le LERMA et le LSLP (UPMC et
ESPCI). Enfin, A. Dégardin coordonne une action européenne Marie Curie de type Early Stage Training du 6ème
PCRDT (12/2005-11/2009), qui permet de financer 10 jeunes chercheurs sur des études d’imagerie THz à base
de détecteurs bolométriques supra ou semi-conducteurs (projet NANOTIME, NANostructures of Oxides for
Terahertz IMaging Exploration), et qui associe au LGEP : le DRE à Supélec, le L2E, le LERMA ainsi que la
société SATIMO. Signalons que sur ce thème des réseaux imageurs, le projet initial était extrêmement ambitieux
tel que décrit dans le rapport de prospective 2006-2009, et au fur et à mesure de son déroulement (qui n’est
d’ailleurs pas achevé), nombre d’objectifs ont déjà été largement atteints, avec des apports très significatifs.
Dans ce qui suit, nous présentons le bilan sur ces activités en distinguant trois points forts.
4.1. Composants passifs micro-ondes : test et modélisation. [ACL5.8-9, ACT5.14, ACT5.19]. Les
travaux sur la commande électrique de composants coplanaires (lignes de transmission, capacités) fabriqués à
partir de structures composites (conducteur/ferroélectrique) ont été effectués en collaboration avec l'IEF pour la
mesure hyperfréquence des dispositifs, le LCSIM et le LMGP pour le dépôt de couches ferroélectriques de
SrBi2Nb2O9 (ablation laser) et de SrTiO3 (évaporation en phase vapeur, MOCVD). Pour la 1ère fois à notre
connaissance, des résultats compétitifs en terme d’accordabilité ont été obtenus avec les films de SrTiO3 élaborés
par MOCVD alors que SrTiO3 était jusqu’à maintenant et pour l’essentiel déposé par pulvérisation cathodique.
Les propriétés diélectriques des films ferroélectriques ont pu être également extraites à partir de modèles et
comparées avec la littérature, marquant des avancées notables pour les deux matériaux.
4.2. Matrice 2D à température ambiante. Nous étudions depuis 2006 des matrices 2D de détecteurs
bolométriques à base de nouveaux oxydes fonctionnant à température ambiante. Les résultats ont porté sur :
1. les matériaux [thèse de M. Longhin, ACLN5.2, INV5.7, ACT5.7, ACT5.23, ACT5.28]. Des films de la phase
semiconductrice de l’oxyde YBa2Cu3O7-δ (δ > 0,6) ont été déposés par pulvérisation cathodique à température
ambiante, selon un processus compatible avec une technologie CMOS. Ces films d’YBaCuO présentent un
coefficient de sensibilité thermique largement supérieur (4% par °C) à d’autres semiconducteurs utilisés en
imagerie, comme l’oxyde de vanadium (2% par °C) ou le silicium amorphe (2,5% par °C).
2. l’électronique de lecture [thèse de V. Michal, INV5.4, ACT5.25 + publication soumise]. Des circuits ASICs
CMOS répondant pleinement au cahier des charges ont été conçus, réalisés et testés (LGEP + L2E).
LGEP UMR 8507
48
3. le couplage du futur bolomètre semiconducteur à une antenne large bande [thèse d’I. Türer et travaux
d’A. Scheuring, INV 5.7, ACT5.26, ACT5.29].
4.3. Matrice linéaire ultra-sensible de bolomètres à électrons chauds (HEB). À titre plus exploratoire,
nous examinons la possibilité de réaliser un prototype d’imageur cryogénique fonctionnant en mode hétérodyne
(donc ultra-sensible), à base de HEB supraconducteurs à haute Tc (donc large bande et fonctionnant avec une
cryogénie légère à 80 K). La zone active de détection est constituée d’un nanopont de l’oxyde supraconducteur
YBa2Cu3O7-δ (δ < 0,1) qui doit être élaboré sur un film mince de 10 à 20 nm d’épaisseur, avec des dimensions
latérales typiques de 250 nm × 1 µm. La fabrication de ce nanopont s’avère extrêmement délicate car YBaCuO
est un matériau qui se désoxygène très facilement et perd ainsi son caractère supraconducteur. À ce jour, aucun
processus complet de réalisation d'un HEB en YBaCuO n'a été publié. Nous avons néanmoins effectué, en
collaboration avec le CEA-Grenoble, des avancées déterminantes, reconnues à l’international par une
présentation invitée aux USA en 2006 [INV5.4], en particulier sur :
1. l’élaboration de couches ultra-minces d’YBaCuO avec de bonnes propriétés supraconductrices [post-doctorat
de B. Guillet, INV5.1, ACT5.1] ;
2. la mise au point d’un protocole de fabrication de nanoponts dans ces couches ultra-minces, les bonnes
qualités supraconductrices étant maintenues [post-doctorat de Ch. Péroz, ACL5.2, ACL5.4, INV5.4] ;
3. l’association de micro-antennes large bande aux nanoponts, constituant ainsi des nanobolomètres (cf. Figure
5.2, [thèse de M. Aurino et travaux de X. Gaztelu, ACT5.11, ACT5.13, ACT5.18, ACT5.27, ACT5.29]) ;
4. la caractérisation électrique des nanobolomètres, très délicate en raison de leur extrême fragilité [thèse de
V. Jagtap, INV5.7] : la température à mi-transition (point de fonctionnement) est de ≈ 95 K (cf. Figure 5.2).
1.1
Taux d'huile dans le mélange huile/eau
1
100% d'huile
0.9
0.8
0.7
60% d'huile
0.6
0.5
50% d'huile
0.4
0.3
0.2
0.1
0% d'huile
0
-0.1
0.001
0.01
0.1
(a)
1
10
Fréquence [GHz]
(b)
Figure 5.1. Capteur micro-ondes multi-sondes pour étude de milieux polyphasiques. (a) Schéma du capteur. (b) Taux
d’huile dans un mélange huile + eau mesuré avec la sonde basse fréquence (les compositions 0%, 50%, 60% et 100% sont
déterminées lors de l’élaboration de l’échantillon).
≈ 460 nm
Résistance (Ω)
MgO
300
2000
200
T
1000
mid
= 95 K
dR/dT (Ω/K)
PrBaCuO/YBaCuO/
PrBaCuO
Au
400
3000
100
0
80
100
120
140
0
160
Température (K)
Figure 5.2. (À gauche) Image obtenue par microscopie électronique à balayage d’un nanobolomètre élaboré sur une tricouche
PrBaCuO/YBaCuO/PrBaCuO (épaisseurs 4 nm /17 nm /4 nm). Les dimensions de la zone centrale sont 0,46×0,5 µm2 (voir
encart). On distingue les extrémités de l’antenne log-périodique en or recouvrant le supraconducteur. (À droite) Variation de
la résistance du nanobolomètre (trait continu) et de la dérivée de la résistance (traits pointillés) en fonction de la température.
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49
Plateformes matérielles du département MADELEC
Caractérisation des propriétés électriques, mécaniques et
thermiques des contacts électriques
Caractérisation physicochimique des matériaux et surface
Caractérisation topographique et électrique des surfaces
par microscopies en champ proche
Caractérisation de matériaux et semiconducteurs
Caractérisation de matériaux en microondes et infrarouge
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50
Caractérisations des propriétés électriques, mécaniques et thermiques
des contacts électriques
Description générale : Ensemble de bancs de mesure des propriétés électriques, mécaniques et thermiques pour l’étude
des contacts électriques bas-niveau (résistance de contact, usure, coefficient de frottement) et des contacts de puissance
(érosion, échauffement, soudage, arcs), soit dix bancs de mesure opérationnels.
Fonctionnalité et caractéristiques : Bancs de frottements instrumentés permettant de suivre l’évolution des
propriétés électriques en fonction du temps et de différents paramètres (vitesse, charge normale, amplitude de déplacement) :
banc à déplacement macroscopique (mm), banc à déplacement à l’échelle du µm pour essais de fretting-corrosion, banc de
vibration. Essais et mesures sur contact modèle sphère/plan et sur éléments de contacts ou dispositifs de connexion réels.
Bancs d’ouverture/fermeture sous tensions de 36-42V et coupure de courants d’intensité élevée : influence de la distance
inter-électrodes, de la vitesse, de la charge du circuit. Caméra IR pour thermographie et caméra ultra-rapide. Mesures
d’érosion par profilométrie 3D. Banc d’étude des mécanismes d’échauffement et des courants de fuite dans des circuits de
puissance. Dispositif d’étude de la transition décharge luminescente-arc.
Domaines d’applications : Contacts électriques, connecteurs, contacteurs, MEMS, dispositifs de commutation,
appareillage de coupure, soudage par résistance, torches à plasma.
Utilisateurs : Groupes de recherche et développement sur les contacts électriques (industriels ou académiques)
L’un des bancs de tribologie instrumentés : essais en
géométrie modèle sphère/plan, simulant des manœuvres
d’insertion-extraction de connecteurs (déplacements
millimétriques, asservissement en vitesse).
Banc de fretting instrumenté, permettant de simuler
un environnement vibratoire en géométrie pion/plan
ou sur terminaux de connecteurs (déplacements micrométriques, fréquence 0,1-50 Hz).
Cartographie de la température de surface d’une
électrode de cuivre 15 µs après l’extinction de l’arc,
obtenue à l’aide de la caméra thermique rapide.
Banc d’ouverture/fermeture sous tensions continues de
36 à 42 V et coupure de courants d’intensité élevée
(applications à l’automobile).
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51
Plateforme de caractérisations physico-chimiques des matériaux et surfaces
Description générale :
A la plateforme de microscopie en champ proche, s’ajoute un ensemble de dispositifs de caractérisation des matériaux,
surfaces et interfaces :
1. Un ensemble complet de spectroscopies XPS/Auger (Riber/VG) permettant l’analyse chimique de l’extrême
surface des matériaux et déterminant leur structure électronique, couplé à un analyseur de gaz résiduels (RGA)
permettant l’analyse par spectrométrie de masse d'atomes et de molécules ionisés.
2. Un ensemble d’outils d’analyse spectroscopique optique composé de deux appareils : un spectrophotomètre à
réseau de dispersion UV-Visible-NIR (Perkin Elmer) et un spectromètre à transformée de Fourier NIR-IR-FIR
(Brucker). Ces deux appareils sont munis de différents accessoires qui permettent d’augmenter les capacités
d’analyses. Pour le spectrophotomètre une sphère d’intégration et un URA (Universal Reflectance Accessoy)
donnent accès au coefficient de réflexion spéculaire pour différents angles d’incidence ainsi qu’à la réflexion
diffuse et pour le spectromètre à transformée de Fourier un ATR (Attenuated Total Reflectance) permet l’analyse
de films ultraminces.
3. Un goniomètre Krüss DSA 10 permet d’étudier la mouillabilité des surfaces grâce à des liquides sondes.
4. Un ensemble de profilomètres permet d’étudier la topographie de matériaux et l’épaisseur de films. Un
profilomètre optique 3D Wyko NT1100 donne des mesures à haute résolution. Un profilomètre mécanique permet
d’établir des profils.
Fonctionnalité et caractéristiques :
1.
2.
3.
4.
L’instrument XPS/Auger permet d’analyser sous ultravide (10-9 - 10-10 Torr) tous les éléments (sauf H et He) et de
les quantifier. La profondeur d’analyse est de l’ordre de quelques nm, la surface analysée est de quelques mm2 pour
l’XPS et d’environ 1 µm2 pour l’Auger. L’analyse est "non destructive". L’analyseur de gaz résiduels permet
d’analyser des ions de masse allant jusqu'à 300 uma avec une résolution de l’ordre de 0.1 uma.
Le spectromètre IR, dans sa configuration classique, permet d’identifier les modes de vibration des liaisons
chimiques dans un matériau. La platine ATR permet en plus d’analyser des films polymériques très minces jusqu’à
quelques nanomètres d’épaisseur. Le spectrophotomètre permet d’avoir accès aux modes d’absorption des
molécules ou des éléments constituants le matériau. L’accès à la réflexion spéculaire et diffuse permet de connaître
l’effet de l’état de surface du matériau, l’information sur les axes de polarisation d’un matériau peut être obtenue
grâce au module de mesure de réflexion en fonction de l’angle d’incidence.
Le goniomètre mesure les angles de contact de gouttes de liquides sondes déposées sur la surface à étudier. Cette
technique permet de calculer l’énergie de surface des matériaux ainsi que les composantes polaires et dispersives.
Le profilomètre optique permet de mesurer des rugosités allant du subnanomètre à des marches de l'ordre du mm,
avec imagerie associée et calculs de volumes de matériau. Le profilomètre mécanique permet de mesurer des
profils de rugosités dans le cas d’échantillons transparents que ne peut traiter le profilomètre optique
Domaines d’applications : Analyses à différentes échelles, du nanomètre au micromètre, de matériaux massifs
ou en couches minces de tous types : conducteurs, semiconducteurs, supraconducteurs, composites, polymères…
Utilisateurs : Groupes de recherche et développement sur les matériaux et/ou dispositifs utilisant ces matériaux.
Ensemble de spectroscopies électroniques XPS/Auger
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Spectromètre Infra-rouge Equinox 55 (Brüker)
52
Caractérisation topographique et électrique des surfaces
par microscopies en champ proche
Description générale : Trois ensembles complets de microscopie AFM, couplés aux modules de mesures
électriques « Résiscope » et « Capascope » développés dans l’équipe « Contacts Électriques », permettant la
cartographie simultanée de la topographie, de la résistance et/ou de la capacité électrique locale, ainsi que de la
friction en mode LFM.
Fonctionnalité et caractéristiques : Les trois ensembles AFM sont complémentaires : ils permettent de
couvrir une large gamme de taille d’échantillons (du mm au dm) et d’accéder à des conditions
environnementales variées (vide jusqu’à 10-6 mbar, gaz neutre, humidité contrôlée, température variable de Tamb
à 350°C). L’un des systèmes permet également de travailler en STM.
Les principales caractéristiques des modules électriques sont :
- « Résiscope » : gamme de mesures de 102 à 1012Ω (polarisation DC de ±10mV à ±10V) ;
- « Capascope » : gamme de mesures de 10-10 à 10-17F (polar. AC de qq dizaines de mV, fréquence 10 à 20kHz).
Modes de fonctionnement en imagerie ou spectroscopies locales (courbes approche-retrait, courant-tenson…).
Domaines d’applications : Caractérisation à l’échelle sub-micronique de matériaux massifs ou en couches minces de
tous types : conducteurs, semiconducteurs, supraconducteurs, composites…
Utilisateurs : Groupes de recherche et développement sur les matériaux et/ou dispositifs utilisant ces matériaux
Ensemble de microscopie AFM pour grands
échantillons, pouvant recevoir les modules de mesures
électriques « Résiscope » et « Capascope ».
Ensemble de microscopie AFM permettant
travailler sous vide et à température variable.
de
I
Vue d’une partie de la salle de microscopie à champ
proche. Le portique sert à isoler des vibrations l’un des
microscopes pour les mesures à échelle subnanométrique.
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A gauche : Image Résiscope d’une trace de fretting
(dégradation par vibration) sur un revêtement d’étain
(substrat suivreux). Le couplage avec l’analyse Auger
en différentes zones de la trace (à droite : suivi de la
présence de Sn et Cu) permet de corréler composition
chimique et conduction électrique locale.
53
CAMADISC : CAractérisation de Matériaux et DIspositifs Semi-Conducteurs
Description générale :
La plate-forme CAMADISC (CAractérisation de Matériaux et DIspositifs Semi-Conducteurs) est dédiée à la caractérisation
des propriétés électroniques de semi-conducteurs, des défauts qui limitent ces propriétés, ainsi que des dispositifs associés
(transistors en couches minces, diodes Schottky, pn et pin, détecteurs et cellules photovoltaïques).
Fonctionnalité et caractéristiques :
La plate-forme comporte de nombreux bancs de mesures:
- courant à l'obscurité en fonction de la polarisation et de la température,
- photocourant en régime permanent à divers flux de photons en fonction de la température,
- photocourant constant en fonction de la longueur d'onde d'excitation et de la température,
- photocourant modulé en fonction de la température et de la fréquence (3 bancs dont un en fonction de la longueur d'onde),
- photocourant sous interférences en fonction de l'interfrange,
- admittance en fonction de la polarisation, de la fréquence et de la température (2 bancs),
- photoréponse spectrale (2 bancs),
- Caractérisation de cellules photovoltaïques sous soleil artificiel,
- courant thermostimulé et réponse spectrale à haute température,
- photoconductance quasi stationnaire et transitoire sans contacts,
- photoluminescence.
Elle permet ainsi de déterminer les paramètres fondamentaux du transport dans les semi-conducteurs en couches minces tels
que les produits mobilité-durée de vie des électrons et des trous, la densité des états dans la bande d'énergie interdite, les
sections efficaces de capture, la durée de vie effective. Elle permet également la caractérisation macroscopique de
composants (caractéristiques courant-tension à l'obscurité et sous lumière).
Domaines d’applications : Semiconducteurs, composants à semi conducteurs
Utilisateurs : Unités de développement de nouveaux semi conducteurs et composants
Banc de photoréponse spectrale
Mesure des caractéristiques de cellules
photovoltaïques
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Banc de photocourant modulé
Bancs de photocourant sous interférométrie laser
(premier plan) et courant thermostimulé
(deuxième plan)
54
Plates-formes de caractérisation de matériaux en micro-ondes et infrarouge
Description générale : Caractérisation de matériaux : plates-formes de mesures électrique, diélectrique et
magnétique aux fréquences micro-ondes ; plates-formes de mesures optiques en infrarouge proche et lointain.
Fonctionnalités et caractéristiques :
• Banc de mesures en réflexion et transmission de permittivité complexe (scalaire ou tensorielle), de perméabilité complexe,
sur une large bande de fréquences (40 Hz - 40 GHz) et en fonction de la température (200 K – 470 K).
• Banc de mesures de la permittivité complexe jusqu’à 1000 K.
• Banc de mesures de la permittivité complexe de matériaux chauffés par micro-ondes (générateur à 2,45 GHz - 200 W).
• Banc de mesures en espace libre en construction (2 GHz-18 GHz) de caractérisation des propriétés électriques,
diélectriques de matériaux et de dispositifs antennaires.
• Banc de mesures de circuits hyperfréquences sous pointes (100 kHz – 18 GHz).
• Banc de mesures de la réponse optique en infrarouge proche (800 nm et 850 nm) en fonction de la température (77-300 K).
• Banc de mesures en construction de la réponse optique en infrarouge lointain (0,5 THz à 10 THz) en fonction de la
température (35 K – 300 K).
Moyens de mesures et de calcul :
• Analyseurs de réseaux et d’impédances : HP8510B (45 MHz-40 GHz), HP8751 (5 Hz-110 MHz), Agilent A4294A (40 Hz110 MHz), A4291A (1 MHz-1,8 GHz).
• Fours pour mesures de permittivité complexe jusqu’à 1000 K ; Source micro-ondes à 2,45 GHz - 200 W.
• Logiciels de caractérisation diélectrique.
• Cryostat ARS avec cryogénérateur APD (70 K-300 K) ; régulation Lakeshore (5 mK à 90 K).
• Cryostat IRlabs à large volume avec cryogénérateur ARS (35 K – 300 K), équipé pour détection hétérodyne THz.
• Diode laser VCSEL GaAs (Honeywell) délivrant 4 mW à 850 nm, modulable jusqu’à 1,2 GHz (générateurs de fonctions
HP et Marconi), avec platine de positionnement micrométrique MICOS.
• Source laser femtoseconde (Femtolaser) délivrant 100 mW moyens à 800 nm, impulsions 50 fs avec récurrence 70 MHz.
• Lock-in numériques 100 kHz et 250 MHz (Stanford Research), préamplificateurs faible bruit courant et tension (Stanford
Research), analyseur de spectre 21 GHz (Anritsu), source-mètres (Keithley), oscilloscopes numériques (Le Croy et Agilent).
Domaines d’applications : Matériaux diélectriques, ferroélectriques, magnétiques, semiconducteurs,
supraconducteurs, composites, sous forme de solides, liquides ou encore de couches minces. Contrôle de
processus sous micro-ondes. Composants coplanaires hyperfréquences à commande électrique. Matrices de
détecteurs semiconducteurs et supraconducteurs.
En haut, à gauche : Banc de caractérisation diélectrique large bande (40 Hz – 40 GHz). Au milieu : Banc de caractérisation
diélectrique à 800°C. À droite : Platine du banc de caractérisation sous pointes coplanaires (1 Hz – 18 GHz).
Ci-contre : Banc cryogénique (77-300 K) de caractérisation optique à
800 nm et 850 nm.
Ci-dessous : Source THz à laser moléculaire pompé par laser à CO2 (en
cours d’acquisition).
LGEP UMR 8507
55
Présentation et bilan succinct
du groupement de recherche
SPEE Labs
Le pôle régional SPEE Labs est né de la volonté des quatre laboratoires de recherche en génie électrique de l’Ile
de France Sud, de travailler ensemble sur de grands projets de recherche, aux niveaux régional, national et
européen, dans le domaine des systèmes de conversion d’énergie électrique. Ces quatre laboratoires sont SATIE
(ENS Cachan/CNAM/UCP/CNRS), le LTN (INRETS), le LGEP (Supelec/Université Pierre et Marie Curie P6 et
Université Paris Sud -11/CNRS), et le SEEI (Supelec). Le mode de fonctionnement ainsi introduit, qui nous
semble plus profitable et efficace qu'une fusion de laboratoires, reste respectueux des cultures différentes de
chacune des unités de recherche, des différents collectifs de travail déjà en place et des différents équilibres
thématiques. Les apports de chacun des laboratoires le sont ainsi en toute autonomie scientifique, sans préjugé
commun, et avec un éclairage et des spécificités propres à la culture de chaque laboratoire ; conditions
indispensables pour mener une recherche pluridisciplinaire de haut niveau et pour une réelle innovation.
SPEE Labs est animé par un Comité de pilotage dont les membres sont Stéphane Lefebvre (SATIE), Zoubir
Khatir (LTN INRETS), Jean Claude Vannier (Supelec), Claude Marchand (LGEP) et par un comité de
surveillance composé des 4 directeurs de laboratoires.
SPEE Labs regroupe plus de 60 chercheurs permanents en génie électrique, autant de doctorants, une douzaine
d’ingénieurs et techniciens de recherche, et dispose de plusieurs plateformes d’essai. Les compétences
complémentaires ainsi rassemblées couvrent un large spectre du génie électrique et s’intègrent dans les activités
du GDR SEEDS à la fois au niveau des pôles (ISP3D Intégration de puissance, Transports, Réseau &
Ressources, Santé & Environnement) et des socles (Matériaux, Méthodes & Méthodologies). 3 enseignants
chercheurs de SPEE Labs participent activement à l'animation de ces pôles et socles.
SPEE Labs a vocation à être un partenaire académique de référence en génie électrique, auprès des entreprises
et groupes industriels concernés par l’implémentation de systèmes d’énergie électrique, notamment dans les
secteurs du transport (aéronautique et l’automobile), des transports guidés, de la distribution d’énergie électrique,
de l’électronique et de l’appareillage électrique, mais aussi dans les secteurs de la santé et de l’environnement.
Dans le domaine de l’énergie, SPEE Labs a permis de commencer à fédérer des activités de recherche des
quatre laboratoires fondateurs, avec notamment des implications communes dans différents programmes
nationaux (GDR SEEDS, Projets ANR) et régionaux avec une forte implication de SPEE Labs dans les pôles de
compétitivité ASTECH, MOV'EO et System@tic. Claude Marchand (LGEP) est membre du comité de pilotage
du DAS Mécatronique de MOV’EO, et Jean-Claude Vannier (Supélec) est vice président du domaine thématique
« Energie à bord » du pôle ASTECH.
LGEP UMR 8507
56
1. Activités de recherche dans SPEE Labs
1.1 Compatibilité ElectroMagnétique :
Les activités CEM développées dans le cadre de SPEE Labs concernent principalement la thématique de la
CEM des perturbations rayonnées en champs magnétiques proches. Cette activité s’appuie aujourd’hui en partie
sur la thèse de doctorat de Lotfi Beghou qui a obtenu une allocation de l’école doctorale STITS (2006-09), et
dont la direction de thèse est assurée par F. Costa (SATIE) et L. Pichon (LGEP). Le LGEP apporte son expertise
sur les méthodes inverses pour localiser les sources rayonnantes, SATIE apporte son expertise sur la CEM des
convertisseurs de puissance, analyse des phénomènes, modélisation électrique, conception et réalisation du
prototype expérimental.
1.2 Machines électriques, alimentation et conception :
Dans cette thématique, différentes activités ont été mises en place :
• Alimentation des machines à reluctance variable
Ce travail de collaboration LGEP-SATIE concernait un nouveau mode d'alimentation - en conduction continue des machines à réluctance variable à double saillance pour la propulsion automobile. Dans le cadre de cette
collaboration, la thèse CIFRE de Montacer Rekik a été initiée avec le Technocentre de Renault (S. Loudot et D.
Lhotellier) avec les participations pour SPEE Labs de C. Marchand et M. Besbes (LGEP) et B. Multon
(SATIE). Les résultats scientifiques majeurs concernent la compréhension et la quantification de l'accroissement
de performances, notamment en régime de défluxage (survitesse), des machines à réluctance variable à double
saillance obtenu grâce à un nouveau régime d'alimentation incluant la conduction continue ou démagnétisation
incomplète. Ce régime d'alimentation consiste à ne pas imposer une démagnétisation complète à chaque cycle. Il
permet, à puissance apparente de l'onduleur donnée, d'augmenter la puissance convertible de la machine et
surtout d'augmenter considérablement la plage de vitesse à puissance maximale sensiblement constante, tout en
améliorant le rendement global. Il s'agit d'un progrès important dans cette catégorie d'entraînement qui renforce
leur attractivité en propulsion électrique (véhicules tout électriques ou hybrides).
• Conception, Intégration machine / électronique de puissance
Différents projets de recherche ont été initiés dans cette thématique :
- Le projet M2EI (Machine Electrique et Electronique Intégrée), collaboration entre le SATIE et le LGEP (1
post-Doc, Z. Makni) concerne la conception d’actionneurs dédiés au transport. Cette action est financée, sur trois
ans, par le projet ANR-PREDIT MEEI (Machines Electriques et Electronique Intégrée) et vise la comparaison de
plusieurs solutions de motorisations de différents véhicules routiers (légers et lourds). Les industriels impliqués
(Valeo, Renault Trucks, IRISBUS et Leroy Somer) sont en outre fortement intéressés par l’intégration de
l’électronique au plus près des actionneurs.
- Dans le cadre d’une collaboration entre Leroy Somer, Supélec, le LGEP et le SATIE une étude est menée sur la
conception de machines de fortes puissances (300 kW) et de grandes vitesses (20000 à 50000 tr/min) ainsi que
leur alimentation. Cette collaboration intègre la thèse Cifre de X. Jannot. Ses travaux s'orientent sur la mise en
œuvre d’une modélisation fine des machines synchrones à aimants et le choix du type d’alimentation.
- Dans le cadre du Projet DIMOCODE (programme Energie du CNRS) déposé au nom du GdR SEEDS,
Supélec, le LGEP et le SATIE pour la fédération SPEE Labs sont impliqués avec d’autres laboratoires
nationaux dans le développement d'une plateforme logicielle de capitalisation et de diffusion de modèles destinés
à la conception de systèmes électriques, et accessible par internet.
- Le projet SEFORA du pôle de compétitivité ASTech concerne l’avion plus électrique pour lequel est envisagé
le remplacement des équipements hydrauliques par des équipements électriques. Pour obtenir un gain optimal de
masse et de volume, des améliorations significatives doivent être apportées sur l’ensemble de la chaîne de
conversion électro-mécanique (moteur et électronique de puissance). Le projet SEFORA a pour objectif de
repousser les limites actuelles de température admissible au niveau des électroniques et des éléments constituants
des chaînes de conversion électromécaniques (jusqu’à 200 °C). Dans le cadre de SPEE Labs, les travaux
effectués s’intègreront dans les activités de conception d’actionneurs et de développement de modèles permettant
de prédire les niveaux d’échauffement ainsi que le comportement des isolants électriques et des matériaux
magnétiques (tôles et aimants permanents).
2.3 Contrôle Non Destructif :
Cette activité concerne la mise en œuvre de multi-capteurs par courants de Foucault pour le contrôle non
destructif de pièces complexes. Afin de pouvoir caractériser des pièces métalliques ou localiser des défauts de
manière fine, il est nécessaire de réaliser des capteurs de dimensions réduites, ce qui induit une diminution de
leur sensibilité et une augmentation du temps de contrôle (balayage). Une solution prometteuse consiste à
s’orienter vers la conception de multicapteurs utilisant des éléments sensibles de dimensions de l’ordre ou
LGEP UMR 8507
57
inférieures au millimètre (microbobines) pour réduire le temps de contrôle tout en assurant une résolution et une
sensibilité suffisantes. En outre, la possibilité de les réaliser sur des supports souples, permettra de tester des
pièces aux géométries complexes tout en conservant un couplage électromagnétique satisfaisant.
Au sein de SPEE Labs, le LGEP et le SATIE collaborent pour développer une approche de conception
innovante et performante de sondes multi-capteur dédiées au contrôle non destructif de pièces complexes par
courants de Foucault. Cet axe de recherche commun fait également l'objet d’un partenariat fort avec le secteur
industriel (en particulier aéronautique) et avec plusieurs partenaires académiques au sein du pôle de
compétitivité System@tic paris région. Sont impliqués Y. Le Bihan et C. Marchand (LGEP) ainsi que P-Y.
Joubert (SATIE) notamment dans le cadre de la thèse de Cyril Ravat.
2.4 PPF Fiabilité des systèmes d’énergie électrique dans les moyens de transport
Les moyens de transport, quels qu'ils soient, deviennent des systèmes de plus en plus électriques. Le nombre
d'organes électriques augmente sans cesse et la puissance électrique embarquée croit en conséquence. Les
fonctions réalisées, liées au confort, à la sécurité, aux économies d'énergie ou à la préservation de
l'environnement deviennent essentielles au bon fonctionnement. Leurs fiabilité et disponibilité apparaissent donc
comme une préoccupation prioritaire et c'est dans cette optique d'étude de sureté de fonctionnement qu'a été
proposé le PPF.
Les travaux ont été abordés dans le cadre de doctorats ou de post doctorats associant plusieurs partenaires de
SPEE Labs en considérant différents niveaux d'un système d'entrainement : les composants, les constituants et
le réseau.
• Electronique de puissance, Fiabilité de composants à semi-conducteur en régime extrêmes de
fonctionnement répétitif :
Ces travaux sont menés en collaboration entre le SATIE et le LTN INRETS et ont pu profiter d'un financement
post-doctoral INRETS (M. Mohand Arab). Il s'est agit d'étudier l'influence de répétitions de régimes de courtcircuit sur la durée de vie de composants semi-conducteurs de puissance et d'étudier les mécanismes de
vieillissement associés. Ces travaux font suite à la thèse de F. St-Eve (SATIE / INRETS). Des bancs
expérimentaux ont été réalisés au SATIE de façon à soumettre différentes technologies de composants (IGBTPT, IGBT-NPT, CoolMOS,...) à ces régimes extrêmes tout en maîtrisant les énergies mises en jeu. Nous avons
montré qu'au cours du vieillissement, la couche de métallisation de la puce active se dégradait électriquement
avec une augmentation de la résistance de couche à l'aide de mesures quatre fils. Par ailleurs, nous avons
également montré que le niveau de courant de court-circuit diminuait, traduisant probablement une perte de
cellules actives. Après vieillissement, les grains d'aluminium se désolidarisent, formant des crevasses au niveau
des joints de grains et entraînent une augmentation de la résistance de couche et une difficulté d'alimentation de
certaines cellules élémentaires. Les hypothèses du mécanisme de défaillance emmenant à la destruction sont
actuellement en cours de vérification.
• Actionneur : fonctionnement en mode dégradé
Thèse de M. Ahmad Akrad (LGEP - SATIE) dans le cadre du PPF, encadrement : Mickaël Hilairet et Demba
Diallo (LGEP), Eric Monmasson (SATIE)
Le travail de M. Akrad consiste à développer une commande performante et tolérante au défaut du capteur de
position mécanique. La stratégie retenue consiste ici à mettre en place un contrôleur comprenant au moins deux
lois de commande qui permettent d’assurer un fonctionnement en mode dégradé lors de l’occurrence d’un
défaut. L’originalité de ce travail consiste à développer une méthode de synthèse globale des lois de commande
et des reconstructeurs d’état qui permettent de prouver la stabilité globale du contrôleur hybride. Cette première
partie s’est conclue par deux publications, l’une dans une conférence internationale (qu’il a présentée lors d’une
session orale, à Paris en mai 2007) et l’autre dans une conférence nationale. Deux autres publications sont en
cours de soumission à des conférences internationales.
Dans la seconde partie de son travail, il va poursuivre les développements théoriques indispensables des lois de
commande, des reconstructeurs d’états ou de paramètres innovants pour le diagnostic et du superviseur du
contrôleur hybride de l’actionneur électrique mais aussi la confrontation entre les résultats encourageants
obtenus en simulation numérique et ceux obtenus sur le banc de test. Ce travail est entamé sur le banc du
laboratoire constitué d’un onduleur triphasé, d’une machine synchrone à aimants permanents et d’un système de
développement Dspace®.
• Reconfiguration des réseaux électriques embarqués.
L’axe de recherche proposé implique le département Energie en collaboration avec le LGEP et SATIE.
Le département Energie de Supélec s’est investi sur le thème « fiabilité des systèmes embarqués » au travers de
l’étude du réseau automobile 14 V. Nous travaillons à la modélisation des éléments d’un réseau de bord
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58
(alternateurs, moteurs, batterie) pour pouvoir simuler le comportement d’un réseau de bord tant en régime
statique que transitoire.
Dans ce cadre nous avons commencé à développer en 2006 un banc expérimental pour reproduire ce réseau
14V. Ce banc a deux finalités : permettre la détermination des paramètres nécessaires aux modèles et confronter
les résultats de simulations aux mesures. Pour la phase de modélisation des batteries acide-plomb, un banc de
mesures a été mis au point nous permettant de réaliser un vieillissement contrôlé par des cycles charge/décharge.
Régulièrement des mesures sont réalisées pour différents états de charges (SOC) et différents états de
vieillissement. Notons que pour ces travaux nous avons reçu le soutien d’un partenaire du domaine automobile
qui nous a fourni des composants.
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• Achats de matériels
Qté Ref
1 AXITEST
Designation
prix UHT
Testeur de composants automatisés 24675,00
Française D'Instrumentation
-Ampli de courant 30A 100mHz
1 TEKTRONIX -Sondes de courant 15, 50 et 150
4863,60
29538,60
1 ELEXIENCE Microscope électronique
43500,00
15741,75
Appareils de mesures
59241,75
1 DSPACE
15120,00
Système informatique DSPACE
6002,10
machines synchrones
4697,00
Charges de puissance
25819,10
TOTAL
114599,45
LGEP UMR 8507
Labo
SATIE
INRETS
LGEP
60
3. Bilan
3.1 Projets en cours
• PPF
Nom complet
Programme
Coordinateur du projet
Partenaires
Budget/durée
Fiabilité des systèmes d’énergie électrique dans les moyens de transport
PPF
Claude Marchand
LGEP, SATIE, INRETS, SUPELEC
3 thèses en co-encadrement prévues , 1 débutée
240k€ / 4ans (2006-09)
• Projet ANR-PREDIT « Véhicules propres et économes »
Acronyme
MEEI
Nom complet
Machines Electriques et Electronique Intégrée
Programme
Projet ANR-PREDIT
Mohamed GABSI
Partenaires
Valeo, Leroy Somer, IRISBUS, …
Partenaires SPEE Labs
SATIE et LGEP
Budget/durée
241 k€/2 ans
• Projet Usine Numérique, System@tic Paris-Région
Acronyme
ON TRAC :
Nom complet
Outils Numériques pour le Traitement,
la Reconstruction et l'Analyse en CND
Programme
System@tic
EADS
Partenaires
CEA, Dassault…
LGEP, SATIE, INRETS
Budget/durée
60k€ par partenaire
Programme
Partenaires
Budget/durée
• Projet DIMOCODE
DIMOCODE
Diffusion Internet des Modèles pour la Conception Optimale des Dispositifs
Electriques
Programme Interdisciplinaire Energie CNRS
Frédéric WURTZ
GdR SEEDS, G-Scope, LIG, LIRIS
LGEP, SUPELEC, SATIE
100 k€/2 ans (Sept 07-09) pour l’ensemble des partenaires
• Projet SEFORA
Acronyme
Nom complet
Programme
Partenaires
Budget pour SPEE Labs/durée
SEFORA
Smart EMA For Operations in Rough Atmospheres
Pôle ASTECH
Mohamed GABSI
Dassault Aviation, MESSIER BUGATT, SCHLUMBERGER….I
SATIE-LGEP-SUPELEC- LTN INRETS
600 k€/3 ans
Acronyme
Nom complet
• Projet O2M
Acronyme
Nom complet
Programme
LGEP UMR 8507
O2M :
Outils de modélisation mécatronique
Sous Projet 3 :Prédimensionnement multi domaine
Sous Projet 4 : MCEM et PEPSCEM
Sous Projet 6 : Elec 3D
Mov’eo
Valeo
61
Partenaires
Budget pour SPEE Labs/durée
Dassault System, Valeo, Renault, …
SPEE Labs
300 k€ / 18 Mois
• Collaboration LGEP – Supélec – ESA – Thales Alenia Space
Cette collaboration concerne la définition de systèmes électromagnétiques de contrôle de satellites, mettant en
œuvre des matériaux supraconducteurs. Le LGEP serait impliqué pour l'aspect supraconducteur et Supélec dans
le dimensionnement global du système électromagnétique et de son alimentation électronique.
• Réseau Dirisoft
Dirisoft est un réseau national de recherche pluridisciplinaire alliant spécialistes de différentes disciplines
scientifiques et technologiques impliquées dans le développement de dirigeables de nouvelle génération : gestion
et stockage d’énergie embarquée (photovoltaïque, piles à combustible, plasmas, micro-ondes), modélisation du
comportement mécanique des enveloppes de grande dimension, mécatronique, automatique et pilotage, vision
3D, histoire des dirigeables, sociologie et impacts sociétaux. Les travaux entrepris par le réseau Dirisoft
concernent actuellement les thématiques suivantes : aérodynamique (SupAéro), mécanique (LMT-Cachan),
automatique (IBISC, université d’Evry Val d’Essonne et l’HEUDYASIC, Université de Technologie de
Compiègne), mécatronique (LISV, université de versialles St Quentin). Dans le cadre de SPEE Labs, le réseau
Dirisof a initié les programmes suivants :
Projet Dirisoft/UniverSud : Dans le thème « Transports Electrique et Systèmes Embarqués » du pôle
« Sciences pour l’Ingénieur » du PRES Universud Paris, un projet impliquant le réseau Dirisoft a été
déposé, avec comme co animateurs, Sylvain Allano (ENS Cachan) et Yasmina Bestaoui (IBISC Univ.
Evry).
Programme Interne SEEDS : Filières énergétiques innovantes pour les dirigeables
Ce projet associe pour SPEE Labs, le LGEP, le SATIE et Supélec en collaboration avec le L2EP et le
SET/UTBM. Il est composé de 4 actions réparties sur un an : la comparaison de différentes natures
d'architecture de puissance, le choix des machines, leur modélisation et leur prédimensionnement,
l’optimisation du système global et enfin l’intégration et la validation expérimentale en utilisant le banc
multi sources/ multi charges au LGEP.
3.3 Thèse et Post Doc communs
X. OJEDA (2006-09, EDSP)): Compensation active des vibrations des machines électriques à réluctance
variable à l’aide de pastilles PZT. Co-encadrement : M. Gabsi et X. Mininger.
X. JANOT (2007-10, CIFRE avec Leroy Somer) : Optimisation de structures électromagnétiques originales à
aimants. Co-encadrement : JC Vannier, C. Marchand et M. Gabsi.
M. BOUAROUDJ (2005-08, Thèse INRETS, EDSP) « Etude de la fatigue thermo-mécanique de modules
électroniques de puissance en ambiance de températures élevées dédiés à la traction de véhicules hybrides », à
soutenir en septembre 2008, Encadrement et direction de thèse : Z. Khatir, S. Lefebvre.
L. BEGHOU (2006-09, ED STITS) thèse Paris 11, « Contribution au développement de méthodes automatiques
d’identification et de caractérisation des sources de rayonnement électromagnétiques en champ proche dans les
convertisseurs statiques», Encadrement : F. Costa et L. Pichon.
A. AKRAD (2006-09 ED STITS) Thèse Paris 11 (PPF) Analyse et synthèse d’un contrôleur hybride pour la
commande en mode dégradé d’un variateur de vitesse. Encadrement : D. Diallo, M. Hilairet, E. Monmasson
M. REKIK, « Commande et dimensionnement de machines à réluctance variable à double saillance fonctionnant
en régime de conduction continue. » Thèse de doctorat Paris 11 (contrat CIFRE Renault) soutenue le 11 mai
2007.
C. RAVAT (LGEP/SATIE, 2005-08) : Sondes à microcapteurs à courants de Foucault et traitement des signaux
associés pour le contrôle non destructif de petits défauts débouchant.
S. MOUMEN (SATIE / INRETS, EDSP, 2008-11) : Fiabilité de modules de puissance SiC pour applications
aéronautiques haute température.
M. ARAB : fiabilité de composants de puissance en régime extême répétitif, PostDoc INRETS, collaboration
INRETS/ SATIE.
Z. MAKNI : Machine électrique et électronique intégrée, Post Doc, collaboration SATIE/ LGEP.
3.4 Formation continueThèse et Post Doc communs
Trois stages étiquetés SPEE Labs seront proposés par Supéléc et par l’ENS de Cachan :
• Machines électriques non conventionnelles
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62
•
•
Matériaux
Modélisation numérique
4. Conclusions
Le bilan actuel montre une réelle volonté de développer en commun des activités de recherche et fait état de
nombreuses collaborations entre chercheurs de nos laboratoires qui se sont notamment traduites par des réponses
collectives à différents programmes de recherche régionaux et nationaux, de nombreux sujets de thèse et de
master impliquant au moins deux membres des quatre laboratoires.
A court terme les projets engagés seront poursuivis (Sefora, Moveotronics, O2M, PI Seeds…), et de nouveaux
projets sont en cours de définition (cisacs, RecupEner, Dirisoft, SiC HT2...).
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2 – PRODUCTION SCIENTIFIQUE DES QUATRE
DERNIERES ANNEES
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64
Note sur la présentation détaillée de l’activité de publication
L’activité de chacune des équipes est présentée dans l’ordre suivant :
1 - Interaction Champs-Matériaux et Structures (ICHAMS)
2 - COnception, COmmande et Diagnostic (COCODI)
3 - Contacts électriques (CE)
4 - Semiconducteurs en couches minces (SCM)
5 – Matériaux et Dispositifs: des Microondes à l’Infrarouge (MDMI)
Les références à la production scientifique sont faites à l’aide d’une chaine alphanumérique comportant
successivement :
-un préfixe en majuscule latines identifiant la type de production :
ACL : Articles dans des revues internationales ou nationales avec comité de lecture répertoriées dans la base de
données internationales ISI Web of Knowledge
ACLN : Articles dans des revues avec comité de lecture non répertoriées dans des bases de données
internationales.
ASCL : Articles dans des revues sans comité de lecture,
INV : Conférences données à l’invitation du Comité d’organisation dans un congrès national ou international.
ACT : Communications avec actes dans un congrès international ou national
COM : Communications orales sans actes dans un congrès international ou national
AFF : Communications par affiche dans un congrès international ou national
OS : Ouvrages scientifiques (ou chapitres de ces ouvrages)
OV : Ouvrages de vulgarisation (ou chapitres de ces ouvrages)
DO : Directions d’ouvrages
AP : Autres publications
TH : Thèses soutenues
HDR : Habilitation à diriger des recherches
BRE : Valorisation et brevets
-un chiffre compris entre un et cinq (numéro attribué à l’équipe)
- un nombre correspondant à la numérotation de la référence dans sa catégorie
La période de référence porte sur les années 2005-2008, afin de permettre un bilan sur un quadriennal complet a
été rajoutée l’activité sur l’année 2004
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ACL+ACLN
activité annuelle de publication
INV+ACT
80
70
60
50
40
30
20
10
0
2005
ACL+ACLN
INV+ACT
2006
2007
2008
activité de publication par quadriennal glissant
350
300
250
200
150
100
50
0
2002-2005
ACL+ACLN
2003-2006
2004-2007
2005-2008
activité de publication par chercheur
INV+ACT
10,00
9,00
8,00
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
2002-2005
2003-2006
2004-2007
2005-2008
soutenances de thèses et d'habilitations à diriger des recherches
TH
HDR
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
2004
LGEP UMR 8507
2005
2006
2007
2008
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(Responsable : Lionel PICHON, DR CNRS)
1. Production scientifique sur la période 2005-2008
ACL : Articles dans des revues internationales ou nationales avec comité de lecture répertoriées dans
les bases de données internationales
ACL.1.1. C. R. Simovski, S. Zouhdi, V. V. Yatsenko, “Electromagnetic interaction in dipole grids and
prospective high-impedance surfaces”, Radio Science, Vol 40, N°5, October 2005. Impact Factor
ISI WoK = 1.084
ACL.1.2. P. Leroy, G. Akoun, B. Essakhi, L. Santandréa, L. Pichon, « An efficient global analysis of a
rectenna using the combination of a full-wave model and a rational Approximation », EPJ (European
Physical Journal) – Applied Physics, Vol. 29, pp 39-45, 2005. Impact Factor ISI WoK = 0.938
ACL.1.3. X. Ojeda, L. Pichon, Combining the finite element method and a Pade approximation for scattering
analysis. Application
to radiated electromagnetic compatibility problems, Journal of
Electromagnetic Waves and Applications, vol.19, n°10, pages 1375-1390, 2005. Impact Factor ISI
WoK = 0.524
ACL.1.4. O. Hubert, N. Jendly, L. Daniel, Modelling of the influence of micro-plasticity on the magnetic
behaviour of ferromagnetic polycrystals through a multiscale approach", Steel Research
International, 76(6):440-447, 2005. Impact Factor ISI WoK = 0.478
ACL.1.5. O.J. Antunes, J.P.A. Bastos, N. Sadovski, A. Razek, L. Santandréa, F. Bouillault, F.Rapetti, "Using
Hierarchic Interpolation with Mortar and Moving band Methods for electrical Machines Analysis",
IEEE Transaction on Magnetics, Vol41., N°5, pp1472-1475, 2005. Impact Factor ISI WoK = 0.938
ACL.1.6. K. Azoum, M. Besbes, F. Bouillault et T. Ueno, Modeling of Magnetostrictive Phenomena.
Application in Magnetic Force Control, EPJ Applied Physics Journal, vol.36, n°1, pages 43-47,
Octobre 2006. Impact Factor ISI WoK = 0.938
ACL.1.7. O. Hubert et L. Daniel, Effect of plastic straining on magnetostriction of ferromagnetic polycrystals
- experiments and multiscale modelling, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Volume 304,
n°2, pages 489-491, 2006. Impact Factor ISI WoK =1.212
ACL.1.8. O. Ouchetto, C.-W. Qiu, S. Zouhdi, L.-W. Li, A. Razek, "Homogenization of 3D periodic
bianisotropic metamaterials," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 54, No.
11, pp. 3893-3898, December 2006. Impact Factor ISI WoK =2.027
ACL.1.9. C.-W. Qiu, L.-W. Li, H.-Y. Yao, S. Zouhdi, "Properties of Faraday chiral media: Green dyadics and
negative," Physical Revue B, 74, 115110, Sept. 2006. Impact Factor ISI WoK = 3.107
ACL.1.10. C.-W. Qiu, H.-Y. Yao, S. Zouhdi, L-W. Li and M.-S. Leong, "On the constitutive relations of Gchiral media and the possibility to realize negative-index media," Microwave and Optical Technology
letters, Volume 48, Issue 12, December 2006. Impact Factor ISI WoK =0.568
ACL.1.11. O. Ouchetto, S. Zouhdi, A. Razek, B. Miara, "Effective constitutive parameters of structured chiral
metamaterials", Microwave and Optical Technology letters, Volume 48, Issue 9, pp. 1884-1886, Sept.
2006. Impact Factor ISI WoK =0.568
ACL.1.12. O. Ouchetto, S. Zouhdi, A. Bossavit, G. Griso, and B. Miara, "Modeling of 3D periodic multiphase
composites by homogenization," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Volume
54, Issue 6, Part 2, pp. 2615 - 2619, June 2006. Impact Factor ISI WoK =2.027
ACL.1.13. S.L. Prosvirnin and S. Zouhdi, "On the Effective Constitutive Parameters of Metal-dielectric Arrays
of Complex-Shaped Particles," Journal of Electromagnetic Waves and Applications, vol. 20, No. 5,
pp. 583-598, 2006. Impact Factor ISI WoK = 0.524
ACL.1.14. O. J. Antunes, J.P.A. Bastos, N. Sadowski, A. Razek, L. Santandrea, F. Bouillault, F., Rapetti,
«Comparison between non-conforming movement methods», IEEE Transactions on Magnetics, vol.
42, n°4, 2006. Impact Factor ISI WoK = 0.938
LGEP UMR 8507
67
ACL.1.15. O. J. Antunes, J.P.A. Bastos , N. Sadowski, A. Razek, L. Santandrea, F. Bouillault, F. Rapetti,
«Torque calculation with conforming and non-conforming movement interface», IEEE Transactions
on Magnetics, vol. 42, n° 4, 2006. Impact Factor ISI WoK = 0.938
ACL.1.16. B. Essakhi et L. Pichon, “An efficient broadband analysis of an antenna via 3D FEM and Padé
approximation”, ACES Journal, vol.21, n°2, pages 143-148, 2006. Impact Factor ISI WoK = 0.262
ACL.1.17. Y. Choua, Y. Le Bihan et L. Pichon, “Wide Frequency Band Analysis of an antenna by finite
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ACT.1.103. O.J.Antunes, J.P.A.Bastos, N.Sadowski, A. Razek, L. Santandrea, F. Bouillault, F. Rapetti:”,
Usinug Hierarchic Interpolation with Mortar and Moving band Methods for electrical Machines
Analysis”, 11th Biennial IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation (CEFC 2004),
Séoul, Corée.
ACT.1.104. P. Mladyonov, S. Prosvirnin and S. Zouhdi, “Regular Gratings of Planar Strips as High Impedance
Surfaces”, Progress in Electromagnetics Research Symposium PIERS 2004, 28-31 March 2004
Pisa, Italy.
ACT.1.105. H. Dakhcha, O. Ouchetto and S. Zouhdi, “Chirality Effects on Metamaterial Slabs”,
Bianisotropics 2004 – 10th Conference on Complex Media and Metamaterials, September 22-24,
2004, Ghent, Belgium
ACT.1.106. X. Mininger, M. Gabsi, F. Bouillault, C. Giraud-Audine, Y. Bonnassieux, “Vibration reduction od
switched reluctance motor with PZT actuators”, ICEM 2004, Cracovie, Pologne, 2004.
ACT.1.107. N. Ragot, L. Pichon, A. Louis, F. Duval, B. Mazari, Caractérisation du couplage onde-structure par
réduction de modèle, 12ième Colloque International de Compatibilité Electromagnétique, Toulouse,
16-18 mars 2004.
ACT.1.108. P. Leroy G. Akoun, B. Essakhi, L. Santandrea, L. Pichon, C. Guyot, Etude de la susceptibilité
d’une structure Rectenna, 12ième Colloque International de Compatibilité Electromagnétique,
Toulouse, 16-18 mars 2004.
ACT.1.109. O. Hubert, M. Chaabane, J. Jumel, V. Maurel, F. Alves, A. Benssalah, M. Besbes, K. Azoum, L.
Daniel, F. Bouillault. "Magneto-mechanical behaviour of Fe-Co alloys submitted to biaxial
stresses", 8th International Workshop on 1&2-Dimensional Magnetic Measurement and Testing
(2DM), septembre 2004, Gand, Belgique
ACT.1.110. B. Essakhi, L. Pichon, G. Akoun, “Synthesis of the equivalent circuit for a broadband microwave
rectenna combining a full-wave model with a rational approximation”, Mediterraneen Microwave
Symposium, Marseille, 1-3 juin 2004.
OS.1.8.
B. Lemaire-Semail, J-P. Louis, F. Bouillault: "Modèles pour la commande des actionneurs
électriques », chapitre 7, Extension de la transformation de Park aux machines asynchrone en
régime saturé, lavoisier-Hermès, EGEM, ISBN, 2-7462-0917-9, 2004
3. Production scientifique des chercheurs dans leur unité d’origine ayant rejoint le LGEP à partir de 2005
3.1. Liste séparée de X. Mininger (doctorant au SATIE de septembre 2002 à septembre 2005)
internationales.
LGEP UMR 8507
80
ACT.XM.1.1. C. Bernez, X. Mininger, H. Ben Ahmed, M. Gabsi, M. Lécrivain, E. Gimet, E. Sedda, « Highacceleration linear drives: Application to electromagnetic valves », International Journal of
Electrical Engineering in Transportation, Vol. 1, N. 1, 2005, pp 27-40.
ACT.XM.1.2. M. Gabsi, X. Mininger, Y. Bonnassieux, T. Poux, B. Grioni, « Indirect Vibration Sensors for
Switched Reluctance Motors », International Conference on Electrical Machines ICEM, Cracow,
Pologne, September 2004, Vol. 3, pp 829-830 and Cd-Rom ISBN 83-921428-0-2
ACT.XM.1.3. X. Mininger, M. Gabsi, M. Lécrivain, E.Lefeuvre, C.Richard, D.Guyomar, « Switching
Reluctance Motor Vibration Compensation with PZT actuators: Open Loop Results », IEEE
International Electric Machines and Drives Conference IEMDC, San Antonio, USA, May 2005,
Cd-Rom.
ACT.XM.1.4. X. Mininger, M. Gabsi, E.Lefeuvre, C.Richard, D.Guyomar, F. Bouillault, C. Giraud-Audine,
« SRM Vibration Compensation with PZT actuators. Discussion on the Actuator and Sensor
Numbers », International Symposium on Advanced Electromechanical Motion Systems ELECTROMOTION, Lausanne, Suisse, September 2005, Cd-Rom.
ACT.XM.1.5. Lionel Jacubowiez, Thierry Avignon, Xavier Mininger, Fabienne Bernard, « Digital holography
in optics labworks », Education and Training in Optics and Photonics ETOP 2005, Marseille,
October 2005, pp 104-107 and Cd-Rom.
ACT.XM.1.6. X. Mininger, M. Gabsi, E.Lefeuvre, C.Richard, D.Guyomar, « Piezoelectric Actuators For
Active Vibration Damping Of Switched Reluctance Motors », Power Electronics Machines and
Drives PEMD, Dublin Ireland, Avril 2006, Cdrom
3.2. Liste séparée de L. Daniel (doctorant au LMT de septembre 2000 à septembre 2003 )
les bases de données internationales (ISI Web of Knowledge)
ACN.LD.1.1. L. Daniel, O. Hubert, R. Billardon. "Homogenisation of magneto-elastic behaviour : from the
grain to the macro scale", Computational and Applied Mathematics, 23(2-3):285-308, 2004.
ACN.LD.1.2. L. Daniel, O. Hubert, R. Billardon. "Magnetic behaviour of electrical steels : demagnetising
surface effect and texture gradient", International Journal of Applied Electromagnetics and
Mechanics, 1-4(19):293-297, 2004.
international.
INV.LD.1.1.
O. Hubert, L. Daniel, R. Billardon. "Magneto-elastic multiscale approach for the modelling of
multiaxial stress state and plasticity - experimental and numerical aspects", 8th International Workshop
on 1&2-Dimensional Magnetic Measurement and Testing (2DM), septembre 2004, Gand, Belgique
(communication invitée).
B. Vieille, L. Daniel, O. Cerri, N. Buiron, O. Hubert, R. Billardon. "Modélisation multi-échelle du
comportement magnéto-élastique des ferrites ferrimagnétiques", Colloque National MECAMAT
(Mécanismes et Mécanique des Matériaux et Structures à Longueur Interne : Comportement et Effets
d’Echelles ), p.525-528, janvier 2004, Aussois, France.
LGEP UMR 8507
81
(Responsable : M. Claude MARCHAND, Professeur à l'Université Paris Sud 11).
1.. Production scientifique sur la période 2005-2008
ACL : Articles dans des revues internationales ou nationales avec comité de lecture
répertoriées dans les bases de données internationales.
ACL.2.1.
F. Zidani, D. Diallo, M.E.H. Benbouzid, R.S. Naït-Saïd, “Fuzzy-adaptive stator-resistance
estimation for high-performance direct-torque-controlled induction motor” Electromotion, vol. 12,
n°4, pp. 1-5, October-December 2005.
ACL.2.2.
M. Bensetti, Y. Le Bihan, C. Marchand, C.-M. Tassetti, G. Lissorgues, E. Dufour-Gergam, J.-P.
Gilles, “An hybrid finite element method for the modeling of microcoils”, IEEE Transactions on
Magnetics, vol. 41, n°5, pp. 1868-1871, mai 2005. Impact Factor ISI WoK = 0.938
ACL.2.3.
D. Diallo, M. E. H. Benbouzid, D. Hamad and X. Pierre, “Fault Detection and Diagnosis in an
Induction Machine Drive: A Pattern Recognition Approach Based on Concordia Stator Mean
Current Vector” IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 20, N°3, pp. 512-519, September
2005. Impact Factor ISI WoK = 0,716
ACL.2.4.
F. Zidani, D. Diallo, M. Benbouzid et R. Naït-Saïd, “Direct Torque Control of Induction Motor
with fuzzy stator resistance adaptation”, IEEE Transactions on Energy Conversion, vol.21, n°2,
pages 619-621 (Juin 2006). Impact Factor ISI WoK = 0,716
ACL.2.5.
M. Zeraoulia, M. Benbouzid et D. Diallo, “Electric Motor Drive Selection Issues for HEV
Propulsion Systems”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol.55, n°6, pages 1756-1764
(Novembre 2006). Impact Factor ISI WoK = 1,071
ACL.2.6.
M. Benbouzid, D. Diallo, M. Zeraoulia et F. Zidani, “Active fault tolerant Control of Induction
Motor Drives in EV and HEV against sensor failures using Fuzzy Decision System”, International
Journal of Automotive Technology, vol.7, n°6, pages 729-739 (2006). Impact Factor ISI WoK =
0,778
ACL.2.7.
Y. Le Bihan, J. Pavo, M. Bensetti, C. Marchand, “Computational environment for the fast
calculation of ECT probe signal by field decomposition”, IEEE Transactions on Magnetics, vol.
42, n°4, pp. 1411-1414, avril 2006. Impact Factor ISI WoK = 0.938
ACL.2.8.
P.-Y. Joubert, Y. Le Bihan, “Multi-sensor probe and defect classification in eddy current tubing
inspection”, Sensors and Actuators A: Physical, vol 129, n°1-2, pp. 10-14, mai 2006. Impact
ACL.2.9.
M. Bensetti, Y. Le Bihan, C. Marchand, “Development of an hybrid 3D FEM for the modeling
of micro-coil sensors and actuators”, Sensors and Actuators A: Physical, vol 129, n°1-2, pp. 207211, mai 2006. Impact Factor ISI WoK = 1.434
ACL.2.10.
Y. Le Bihan, J. Pavo, C. Marchand, “Study and experimental validation of the calculation of the
ECT signal induced by a minute crack using a FEM-BIM combination”, NDT & E International,
vol 39, n°6, pp. 476-486, septembre 2006. Impact Factor ISI WoK = 0.970
ACL.2.11.
Y. Choua, Y. Le Bihan, L. Pichon, “Wide frequency band analysis of an antenna by finite
elements”, COMPEL : The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical
and Electronic Engineering, vol 25, n°3, pp. 660 - 667, 2006. Impact Factor ISI WoK = 0.274
ACL.2.12.
O. Geoffroy, H. Chazal, J. Porteseil, T. Waeckerlé et F. Alves, Magnetoelastic modelling in soft
nanocrystalline alloys, J. Magn. Magn. Mater, n°304, pages 145-149, 2006. Impact Factor ISI
WoK : 1.031
ACL.2.13.
H. Haddoun, M. Benbouzid et D. Diallo, “A loss-minimization DTC Scheme for EV Induction
Motors”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 56, n°1, pp. 81-87, Janvier 2007.
Impact Factor ISI WoK = 1,071
ACL.2.14.
M. Benbouzid, D. Diallo et M. Zeraoulia, “Advanced Fault-Tolerant Control of Induction-Motor
Drives for EV/HEV Traction Applications: from Conventional to Modern and Intelligent Control
Techniques”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 56, n°2, pp. 519-528, Mars 2007.
Impact Factor ISI WoK = 1,071
LGEP UMR 8507
82
ACL.2.15.
Y. Choua, L. Santandrea, Y. Le Bihan, C. Marchand, “Modelling of a thin crack in ECT using
a-ψ formulation with Whitney elements”, International Journal of Applied Electromagnetics and
Mechanics, vol. 25, n°1-4, p. 185-188, 2007. Impact Factor ISI WoK = 0.262
ACL.2.16.
S. Gyimothy, Y. Le Bihan, J. Pavo, “Optimized NDT database for training neural networks”,
International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, vol. 25, n°1-4, p. 717-721,
ACL.2.17.
Y. Choua, L. Santandrea, Y. Le Bihan, C. Marchand, “Thin crack modeling in ECT with
combined potential formulations”, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 43, n°4, pp. 1789-1792,
avril 2007. Impact Factor ISI WoK = 0.938
ACL.2.18.
L. Santandrea, Y. Le Bihan, C. Marchand, “Numerical evaluation of a buried electrode system
for glass furnace wall characterization”, The European Physical Journal - Applied Physics, vol. 39,
n°2, pp. 179-183, août 2007. Impact Factor ISI WoK = 0.938
ACL.2.19.
H. Acikgoz, Y. Le Bihan, O. Meyer, L. Pichon, “Neural networks for broad-band evaluation of
complex permittivity using a coaxial discontinuity”, The European Physical Journal - Applied
Physics, vol. 39, n°2, pp. 197-201, août 2007. Impact Factor ISI WoK = 0.938
ACL.2.20.
F. Vacher, F. Alves et C. Gilles-Pascaud, Eddy current non destructive testing with giant magnetoimpedance sensor, NDT & E INTERNATIONAL, vol. 40 n°7, 2007, 439-442. Impact Factor
ISI WoK: 0, 97.
ACL.2.21.
Z. Makni, M. Besbes et C. Marchand, “A coupled electromagnetic - thermal model for the design of
electric machines. Association of analytical and numerical approaches”, COMPEL, vol. 26, n°1,
pp. 201-213, 2007. Impact Factor ISI WoK = 0,274
ACL.2.22.
Z. Makni, M. Besbes et C. Marchand, “Multiphysics Design Methodology of Permanent-Magnet
Synchronous Motors”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 56, n°4, pp. 1524-1530,
Juillet 2007. Impact Factor ISI WoK = 1,071
ACL.2.23.
M. Rekik, M. Besbes, C. Marchand, B. Multon, S. Loudot et D. Lhotellier, “Improvement in the
field-weakening performance of switched reluctance machine with continuous mode”, IET, Electric
Power Applications, pp. 785 - 792, September 2007. Impact Factor ISI WoK = 0,290
ACL.2.24.
M. Hilairet et F. Auger, “Speed sensorless control of a DC-motor via adaptive filters“, IEE
Proceedings Electric Power Applications, vol.1, n°4, pages 601-610, Juillet 2007. Impact Factor
ISI WoK = 0,290
ACL.2.25.
D. Karagiannis, R. Ortega, A. Astolfi et M. Hilairet, “A nonlinear tracking controller for voltagefed induction motors with uncertain load torque “, IEEE Transactions on Control Systems
Technology, 2007. Impact Factor ISI WoK = 1,211
ACL.2.26.
M. Hilairet: “Discussion on ``Observer Scheme for State and Parameter Estimation in
Asynchronous Motors with Application to Speed Control'' “, European Journal of control, n°12,
pages 413-414, 2006. Impact Factor ISI WoK = 0,532
ACL.2.27.
F. Zidani, D. Diallo, M.E.H. Benbouzid and al. “Fuzzy Detection and Diagnosis of Fault Modes in
a Voltage-Fed Pwm Induction Motor Drive,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 55,
N°2, pp. 586-593, February 2008. Impact Factor ISI WoK = 0,59
ACL.2.28.
A. Haddoun, M.E.H. Benbouzid, D. Diallo, and al., “Modeling, Analysis and Neural network
Control of an EV Electrical Differential,” IEEE Transactions on Industrial Electronics,
Volume 55, N° 6, April 2008, Page(s) : 2286-2294 Impact Factor ISI WoK = 0,59
ACL.2.29.
C. Delpha, D. Diallo, M.E.H. Benbouzid, C. Marchand, “Application of Classification Methods in
Fault Detection and Diagnosis of Inverter fed Induction Machine Drive: A Trend Towards
Reliability,” EPJAP European Journal of Applied Physics, 2008.
ACL.2.30.
O. Bethoux, J.P. Barbot, M. Hilairet, “Multicell actuator based on a sliding mode control”, The
European Physical Journal - Applied Physics.à paraitre Impact Factor ISI WoK = 0,938
ACL.2.31.
M. Hilairet, E. Berthelot, F. Auger, “Speed and rotor flux estimation of induction machine using a
two-stage extended Kalman filter”, en cours de révision à Automatica. Impact Factor ISI WoK =
2,273
LGEP UMR 8507
83
ACL.2.32.
F. Alves, L. Abi Rached, C. Coillot, J. Moutoussamy Trilayer GMI Sensors based on fast stressannealing of FeSiBCuNb ribbons Sensors and Actuators A , 142 (2008) 459-463. Impact Factor
ISI WoK : 1.462
ACL.2.33.
Influence of stress-annealing on performance of GMI in
B. Kaviraj, F. Alves
Finemet/Copper/Finemet trilayer structures Physica B, Condensed Matter Volume 403, Issues
10-11, 1 May 2008, Pages 1937-1941 Impact Factor ISI WoK: 0,872
ACL.2.34.
F. Alves, J. Moutoussamy, C. Coillot , L. Abi Rached, B. Kaviraj, Performances of a newly high
sensitive trilayer F/Cu/F GMI Sensor Sensors and Actuators A , 145-146 (2008) 241-244. Impact
Factor ISI WoK : 1.462
ACL.2.35.
M. Bensetti, Y. Choua, L. Santandrea, Y. Le Bihan, C. Marchand, "Adaptative mesh
refinement and probe signal calculation in eddy current NDT by complementary formulations”,
IEEE tranactions on Magnetics, vol. 44, n°6, pp. 1646-1649, juin 2008. Impact Factor ISI WoK:
0.938
ACL.2.36.
Y. Le Bihan, j. Pavo, C. Marchand, « Characterization of small cracks in eddy current testing », à
paraître dans The European Physical Journal- Applied Physics, Impact Factor ISI WoK: 0.938
ACLN : Articles dans des revues avec comité de lecture non répertoriées dans des bases de
données internationales.
ACLN.2.1. O. Hubert, M. Chaabane, J. Jumel, V. Maurel, F. Alvès, A.D. Bensalah, M. Besbes, K. Azoum, L.
Daniel, F. Bouillault, "A new experimental set-up for the characterisation of magnetomechanical
behaviour of materials submitted to biaxial stresses. Application to FeCo alloys", Prezglad
Elektrotechniczny, 81(5):19-23, 2005.
ACLN.2.2. M. Bensetti, Y. Le Bihan, C. Marchand, D. Premel, “Non-destructive evaluation of layered
planar media using MLP and RBF neural networks”, Studies in Applied Electromagnetics and
Mechanics, vol. 26, pp. 81-88, 2006.
ACLN.2.3. N. Galopin, K. Azoum, M. Besbes, L. Daniel, F. Bouillault, F. Alves et O. Hubert Dispositif
expérimental pour la caractérisation magnéto-élastique : comparaison des déformations induites
par les forces magnétiques et par la magnétostriction, Revue Internationale de Génie Electrique,
vol.9, n°4-5 (2006) 499-514.
ACLN.2.4. Sunyoto, Y. Bernard et A. Razek, “Design and realization of a linear piezoelectric actuator for
orthopaedic applications”, journal of advanced Science, vol.18, pages 162-165 (2006).
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design and its integration in a CAD package for electromechanical systems”, Electromagnetic Fields in
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Journal of Materials Processing Tech. 181 (2007) 194-198. ISSN: 0924-0136
ACLN.2.9. C. Ravat, Y. Le Bihan, P.-Y. Joubert, C. Marchand, “Comparative study of coil arrangements for
the EC testing of small surface breaking defects”, à paraître dans Studies in Applied
Electromagnetics and Mechanics, 2008.
ACLN.2.10. H. Acikgoz, Y. Le Bihan, O. Meyer, L. Pichon, « Microwave Characterization of Dielectric
Materials Using Bayesian Neural Networks », Progress In Electromagnetics Research C, vol.3, pp.
69-182, 2008.
Revues nationales
ACLN.2.11. Y. Le Bihan, P.-Y. Joubert, “Mesure de l’épaisseur de paroi d’aubes de turbine par sonde à
courants de Foucault”, Instrumentation Mesure Métrologie, vol. 4, n°1-2, p. 83-106, 2004.
LGEP UMR 8507
84
ACLN.2.12. P.-Y. Joubert, Y. Le Bihan, “Fusion de données pour l’amélioration de la détection de défauts en
CND multivues par courants de Foucault”, Instrumentation Mesure Métrologie, vol. 4, n°1-2, p.
149-172, 2004.
ACLN.2.13. M. Benbouzid et D. Diallo, “Logiciel de Prototypage d'Eoliennes sous Matlab/Simulink® réalisé
dans le cadre de projets pédagogiques”, Journal sur l'enseignement des sciences et technologies de
l'information et des systèmes, 2007.
ASCL.2.1.
G. Geneves, P. Gournay, F. Villar, P. Pinot, P. Juncar, M. Lecollinet, L. Chassagne, A. Clairon,
A. Landragin, D. Holleville, F. Pereira Dos Santos, J. David, M. Besbes, F. Alves, S. Tpocu,
D. Haddad, A. Gosset, Z. Silvestri, P-A. Meury, T. Madec et S. Macé, “La balance du Watt : vers
une nouvelle définition de l'unité de masse?”, Revue Française de Métrologie ,n°9, pp. 3-34, Janvier
2007.
ACT.2.1
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VPPC 05, September 7-9, 2005, Chicago, Illinois (USA).
ACT.2.2
H. Haddoun, M.E.H. Benbouzid, D. Diallo, et al., “A loss-minimization DTC Scheme for EV
Induction Motors,” IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, VPPC 05, September 7-9,
2005, Chicago, Illinois (USA).
ACT.2.3
F. Zidani, D. Diallo, M.E.H. Benbouzid, R. Naït-Saïd, “Fuzzy Detection and Diagnosis of Fault
Modes in a Voltage-Fed PWM Inverter Induction Machine Drive,” Electric Machines and Drives
Conference, IEMDC’05, IEEE International, May 15-18, 2005, Pages: 748-753, San Antonio, TX
(USA).
ACT.2.4
Y. Le Bihan, J. Pavo, M. Bensetti, C. Marchand, “Computational environment for the fast
calculation of ECT probe signal”, 15th Conference on the Computation of Electromagnetic Fields
(COMPUMAG 2005), Shenyang, Chine, 26-30 juin 2005, vol. 3, p. 90-91.
ACT.2.5
Y. Le Bihan, “Analytical modelling of a shielded core probe above a planar multi-layered medium”,
12th International Symposium on Interdisciplinary Electromagnetic, Mechanic and Biomedical
Problems (ISEM 2005), Bad Gastein, Autriche, 12-14 septembre 2005, p. 80-81.
ACT.2.6
Y. Choua, L. Santandrea, Y. Le Bihan, C. Marchand, “Modelling of a thin crack in ECT using aΨ formulation with Whitney elements”, 12th International Symposium on Interdisciplinary
Electromagnetic, Mechanic and Biomedical Problems (ISEM 2005), Bad Gastein, Autriche, 12-14
septembre 2005, p. 82-83.
ACT.2.7
M. Bensetti, Y. Le Bihan, C. Marchand, D. Premel, “Neural networks eddy current non destructive
evaluation of a conductive plate”, 12th International Symposium on Interdisciplinary
Electromagnetic, Mechanic and Biomedical Problems (ISEM 2005), Bad Gastein, Autriche, 12-14
septembre 2005, p. 276-277.
ACT.2.8
S. Gyimothy, Y. Le Bihan, J. Pavo, “Optimized NDT database for training neural networks”, 12th
International Symposium on Interdisciplinary Electromagnetic, Mechanic and Biomedical Problems
(ISEM 2005), Bad Gastein, Autriche, 12-14 septembre 2005, p. 428-429.
ACT.2.9
Y. Choua, Y. Le Bihan, L. Pichon, “Wide frequency band analysis of an antenna by finite
elements”, International Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Electrical and
Electronic Engineering (ISEF'2005), Baiona, Espagne, 15-17 Septembre, 2005, 6 p.
ACT.2.10 N. Galopin, K. Azoum, M. Besbes, F. Bouillault, O. Hubert and F. Alvès, Experimental device for
magneto elastic characterization; comparisonof strains induced by magnetostriction and magnetic
forces COMPUMAG”04, 15th Conference on Electromagnetic Fields Computation ,vol. 2 pp218219, 26-30 juin, Shenyang 2005.
ACT.2.11 N. Galopin, K. Azoum, M. Besbes, L. Daniel, F. Bouillault, F. Alves, O. Hubert, "Dispositif
expérimental pour la caractérisation magneto-élastique : comparaison des déformations induites
par les forces magnétiques et par la magnétostriction", Matériaux du Génie Electrique
(MGE2005), décembre 2005, Lyon, France.
LGEP UMR 8507
85
ACT.2.12 N. Galopin, K. Azoum, M. Besbes, F. Bouillault, L. Daniel, O. Hubert and F. Alvès,
"Caractérisation et modélisation des deformations induites par les forces magnétiques et par la
magnétostriction", MGE’05, pp132-134, 8-décembre 2005, Lyon, France.
ACT.2.13 A-D. Bensalah, F. Simon, F. Alves, Investigation of nanocrystallization in Fe-Si-Nb-B-Cu alloys by
giant magneto-impedance (GMI) effect
Soft Magnetic Materials 17, Bratislava, Slovaquie,
septembre 2005.
ACT.2.14 Y. Bernard, C. Zhou, "Electromechanical modelling of a piezoelectric bender" ISEM’05, 12th
International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics, pp. 78-79, 12-14 September
2005, Bad Gastein, Austria.
ACT.2.15 Sunyoto, Y. Bernard, A. Razek, “Design and realization of a Linear Piezoelectric Actuator for
orthopaedic applications”, International Joint Conference of JFSIMS and SMEBA 2005, Tokyo, 2931 October, Japan.
ACT.2.16 Z. Makni, M. Besbes et C. Marchand, “Optimal Design of a Permanent Magnet Synchronous
Machine using Coupled Analytical and Numerical Approaches”, 12th International Symposium on
Applied Electromagnetics and Mechanics (ISEM'05), Bad Gastein (Salzburg), Autriche, 2005.
ACT.2.17 É. De Cecco, Z. Makni, M. Besbes et C. Marchand, “Sensitivity study with fractional factorial
design and its integration in a CAD package for electromechanical systems”, ISEF'05, International
Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Baiona, Spain, 2005.
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Industrielle) n°41 (2005) pp.17-25.
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F. Alves, J-B. Desmoulins, C. Ollier Matériaux magnétostrictifs : applications industrielles et
exploitations pédagogiques Revue 3EI (Enseigner l’Electrotechnique et l’Electronique Industrielle)
n°47 (2006) pp.8-17.
OS.2.1.
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TH.2.1.
Éric de CECCO "Contribution au développement d'un outil logiciel d'aide à la conception de
systèmes électromagnétiques. Application aux machines synchrones à aimants permanents.",
Doctorat de l’Université Paris-Sud, thèse soutenue le 13 juillet 2005
TH.2.2.
Shebel Asad ALSABBAH "Mise en Œuvre de Techniques Issues de l’Intelligence Artificielle pour
le Contrôle de Moteurs Ultrasoniques à Onde Progressive", Doctorat de l’Université Paris-Sud, thèse
soutenue le 24 novembre 2005.
TH.2.3.
Zaatar MAKNI "Contribution au développement d'un outil d'analyse multiphysique pour la
conception et l'optimisation d'actionneurs électromagnétiques", Doctorat de l’Université Paris-Sud,
thèse soutenue le 12 décembre 2006
TH.2.4.
Montacer REKIK "Commande et Dimensionnement d'une machine à reluctance variable à double
saillance fonctionnant en régime de conduction continue", Doctorat de l’Université Paris-Sud, thèse
soutenue le 11 mai 2007
TH.2.5.
SUNYOTO "Etude et Réalisation d’un actionneur piézoélectrique linéaire pour applications
médicales", Doctorat de l’Université Paris-Sud, thèse soutenue le 5 mai 2008
Soutenances prévues en 2008
Belkacem BOUAOUNE "Transfert d’énergie en régime impulsionnel"
Yahya CHOUA "Application de la méthode des éléments finis pour la modélisation de configurations de
contrôle non destructif par courants de Foucault"
Hala HANNOUN "Comparaison de lois de commande de la machine à reluctance variable"
Xiaofeng LIU " Étude comparative des architectures sur une chaîne de traction pour le véhicule hybride"
Cyril RAVAT "Conception de multicapteurs à courants de Foucault et traitement des signaux associés"
HdR: Habilitations à Diriger des Recherches soutenues
HDR.2.1. Demba DIALLO " Commande, Diagnostic et Commande tolérante des actionneurs électriques",
HDR de l’Université Paris-Sud 11, soutenue le 09 décembre 2005.
HDR.2.2. Yann le BIHAN "Caractérisation électromagnétique pour le contrôle non destructif : modélisation,
conception et inversion", HDR de l’Université Paris-Sud 11, soutenue le 17 décembre 2007.
BR : Brevets
LGEP UMR 8507
92
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BR.2.2.
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convertisseur » Dépot du logiciel MRVSIM équipe MSE, auprès de l'agence pour la protection des
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destructive evaluation”, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, vol. 19,
n°1-4, p. 537-540, 2004. Impact Factor ISI WoK = 0.262
ACL.2.38. P.-Y. Joubert, Y. Le Bihan, “Eddy current data fusion for the enhancement of defect detection in
metallic structure”, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, vol. 19, n°1-4,
p. 647-651, 2004. Impact Factor ISI WoK = 0.262
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ISI WoK = 0,938
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Motor”, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, pp. 581-585, Vol. 19,
Nos. 1-4, 2004. Impact Factor ISI WoK = 0,262
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Mechanics, IOS Press, pp. 643-646, 2004. Impact Factor ISI WoK = 0.262
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ACT.2.95. M. Bensetti, Y. Le Bihan, C. Marchand, C.-M. Tassetti, G. Lissorgues, E. Dufour-Gergam, J.-P.
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LGEP UMR 8507
93
ACT.2.97. M. Bensetti, Y. Le Bihan, C. Marchand, “Development of an hybrid 3D finite element method for
the modeling of micro-coil sensors and actuators”, 5th European Magnetic Sensors and Actuators
Conference (EMSA 2004), Cardiff, Pays-de-Galles, 4-7 juillet 2004, 1p.
ACT.2.98. Y. Le Bihan, N. Liebeaux, P.-Y. Joubert, “An analytical model of a shielded cup-core eddy current
probe”, 5th European Magnetic Sensors and Actuators Conference (EMSA 2004), Cardiff, Pays-deGalles, 4-7 juillet 2004, 1p.
ACT.2.99. Z. Makni, É. De Cecco, M. Besbes, C. Marchand et F. Wurtz, “Analytical and Numerical
Analysis Based Design of a Permanent Magnet Synchronous Machine”, OIPE'04, International
Workshop on Optimization and inverse Problems in Electromagnetism, Grenoble, France, 2004.
COM.2.14.
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Colloque Interdisciplinaire en Instrumentation (C2I 2004), Cachan, France, 29-30 Janvier 2004, vol.
2, p. 181-188.
TH : Thèse soutenue
TH.2.6.
Mohamed BENSETTI, “Etude et modélisation de capteurs à courants de Foucault destinés au
contrôle non destructif. Mise en œuvre de méthodes d’inversion”, Doctorat de l’Université Paris-Sud,
thèse soutenue le 14 décembre 2004
3. Production scientifique des chercheurs dans leur unité d’origine ayant rejoint le LGEP à
partir de 2005
3.1. Francisco ALVES (MCF jusqu'en Sept 2005 à l'IUFM de Créteil et au Laboratoire SATIE)
répertoriées dans les bases de données internationales
ACL-FA.2.1 F. Alves, F. Simon, O. Hubert Analysis of both nanocrystallization and creep-induced anisotropy
kinetics in FESIBCUNB alloys Materials Science & Engineering A 375-377 (2004) p.1011-1014.
ISSN: 0921-5093. Impact Factor ISI WoK 1,445
ACL-FA.2.2 G.V. Kurlyandskaya, L. Elbaile, F. Alves, B. Ahamada, R. Barrue, A.V. Svalov, V.O. Vas’kovskiy
Domain structure and magnetization process of a giant magnetoimpedance geometry FeNi (Cu)
FeNi/Cu/FeNi (Cu) FeNi sensitive element J. Phys.: Condens. Matter 16 n°36 (2004), p.6561-6568.
ISSN: 0953-8984. Impact Factor ISI WoK 2,049
ACL-FA.2.3 F. Alves, R. Lebourgeois, T. Waeckerle Advanced Magnetic Materials for Electrical Engineering:
State of the Art and Innovative Prospectives European Transactions on Electrical Power, 15
(2005) p.467-479. ISSN: 1430-144X. Impact Factor ISI WoK 0.151
ACL-FA.2.4 P. Gournay, G. Geneves, F.Alves, M. Besbes, F. Villar And J. David "Magnetic circuit design for
the BNM Watt balance experiment", IEEE Trans on Instr. and Meas., Vol.54 N° 2, pp. 742-745,
April 2005. Impact Factor ISI WoK 0,446
ACL-FA.2.5 G. Genevès, P. Gournay, A. Gosset, M. Lecoolinet, F. Villar, P. Pinot, P. Juncar, A. Clairon, A.
Landragin, D. Holleville, F. Pereira dos Santos, J. David, M. Besbes, F. Alves, L. Chassagne, S.
Topçu, "The BNM Watt balance project", IEEE Trans on Instr. and Meas, Vol.54 N° 2, pp. 850853, April 2005. Impact Factor ISI WoK: 0,446
ACL-FA.2.6 F. Alves, F. Simon, S. N. Kane, F. Mazaleyrat, T. Waeckerlé, T. Save, A. Gupta Influence of stress
annealing on magnetic and structural properties of nanocrystalline Fe74.5Cu1Nb3Si15.5B6 alloy J.
Magn. Magn. Mater. 294 (2005) e141-e144. ISSN: 0304-8853. Impact Factor ISI WoK: 1.031
ACL-FA.2.7 A. Bensallah, F. Alves, R. Barrué, F. Simon et S. Kane GMI sensors based on stress-annealed
iron based nanocrystalline ribbons, Sensors and Actuators A: Physical, n°129, pages 142-145
(2006). Impact Factor ISI WoK: 1.462
LGEP UMR 8507
94
ACL-FA.2.8 S. Kane, F. Alves, Z. Gercsi, F. Mazaleyrat, A. Gupte, H. Chiriac et M. Vasquez Study of
magnetoimpedance effect in CoFeSiB glass-covered microwires, Sensors and Actuators A:
Physical, n°129, pages 216-219 (2006). Impact Factor ISI WoK: 1.462
ASCL-FA.2.1 F. Alves et R. Barrue Magnétisme microscopique à l’échelle des domaines magnétiques dans les
matériaux ferromagnétiques doux Journal en ligne J3eA vol.3 6 (2004), date de parution
03.09.2004.
ACT-FA.2.1 M. Besbes, F.Alves, G. Genevès, P. Gournay, F. Villar and J. David Design and optimisation of
a magnetic circuit for a watt balance type experiment”, Progress in Electromagnetic Research
Symposium (PIERS), Pisa, mars 2004.
ACT-FA.2.2 B. Ahamada, F. Alves, R. Barrue, J-M. Ruffle Multi-element sensors based on anisotropic
magneto-resistances European Magnetic Sensors &Actuators (EMSA 2004), Cardiff, GB,
juillet 2004.
COM-FA.2.1 P. Gournay, G. Genevès, F.Alves, M. Besbes, F. Villar and J. David, Magnetic circuit design for
the BNM Watt balance experiment, CPEM juin 2004
COM-FA.2.2 G. Genevès, P. Gournay, A. Gosset, M. Lecoolinet, F. Villar, P. Pinot, P. Juncar, A. Clairon, A.
Landragin, D. Holleville, F. Pereira dos Santos, J. David, M. Besbes, F. Alves, L. Chassagne, S.
Topçu, The BNM Watt balance project, CPEM juin 2004.
international.
INV-FA.2.1
F. Alves, Recent advances on 1D-2D magnetic sensors: contribution of nanocrystalline materials
in GMI sensors’' conférence invitée au 8th international workshop on 1 & 2 dimensional
magnetic measurement and testing, Ghent (Belgique) 27-28 septembre 2004. Scientific Journal
Przeglad Elektrotechniczny R.81 NR 5/2005 pp35-39.
3.2. Olivier BETHOUX (PRAG jusqu'en Sept 2006 à l'ENSEA de Cergy)
COM-OB.2.1 O. Bethoux, Th Floquet et J-P. Barbot, “Modes glissants et convertisseurs multicellulaires”,
Congrès International Francophone d'Automatique (CIFA), Tunisie (2004).
COM-OB.2.2 O. Bethoux et J-P. Barbot “Commande permettant le contrôle du convertisseur multicellulaire
série à nombre non premier de cellules”, Congrès International Francophone d'Automatique
(CIFA), Bordeaux, France (Mai 2006).
COM-OB.2.3 O. Bethoux et J-P. Barbot, “Architecture de variateur de vitesse tolérante aux défauts”, Congrès
Electrotechnique du Futur, Toulouse, Septembre 2007.
3.3. Demba DIALLO (MCF jusqu'en Sept 2004 à l'Université d'Amiens et au CREA)
répertoriées dans les bases de données internationales
ACL-DD.2.1 M. Kadjoudj, M.E.H. Benbouzid, C. Ghennaï and D. Diallo, “A Robust hybrid current
control for permanent magnet synchronous motor drive,” IEEE Transactions on Energy
Conversion, vol. 19, N°1, pp. 109-115, March 2004. Impact Factor = 0,716 (ISI Web of
Knowledge)
ACL-DD.2.2 A.Makouf, M.E.H. Benbouzid, D. Diallo and N.E. Bouguechal, “A practical scheme for induction
motor speed sensorless field Oriented control,” IEEE Transactions on Energy Conversion, vol.
19, N°1, pp. 230-231, March 2004. Impact Factor = 0,716 (ISI Web of Knowledge)
LGEP UMR 8507
95
3.4. Mickaël HILAIRET (Doctorant jusqu'en Sept 2004 au laboratoire IREENA à Saint Nazaire)
ACT-MH.2.1
Z. Boulbair, M. Hilairet, F. Auger et L. Loron, “Sensorless control of PMSM using an
efficient extended Kalman filter“, International Conference of Electrical Machines ICEM,
2004.
LGEP UMR 8507
96
Equipe 3 - Contacts électriques – Lionel BOYER (CE)
(Responsable : M. René MEYER, professeur à l’Université Paris Sud 11)
les bases Avec l’index pris dans ISI Web of Science [ISI W_Sc = nn]
ACL.3.1.
T. Leblanc, R. Andlauer, Ph. Testé, " Power balance at the cathode of an electric arc burning in
argon – A spectroscopic approach and a thermal model " EUR Phys. J Appl. Phys. 29 (2005). [ISI
W_Sc = 0,55]
ACL.3.2.
F. Houzé, P. Chrétien, O. Schneegans, R. Meyer, L. Boyer, "Simultaneous resistance and
capacitance cartography by conducting probe atomic force microscopy in contact mode" Applied
Physics Letters 86(12), paper 123103 (2005). [ISI W_Sc = 4,13]
ACL.3.3.
F. Houzé, J. Alvarez, J.-P. Kleider, P. Bergonzo, E. Snidero, D. Tromson, "Local electrical
characterization of Schottky diodes on H-terminated diamond surfaces by conducting probe atomic
force microscopy" Diamond and Related Materials 15 (4-8), pp. 618-621 (2006). [ISI W_Sc =
1,94]
ACL.3.4.
J. Alvarez, F. Houzé, J.-P. Kleider, M. Liao, Y. Koide, "Electrical characterization of Schottky
diodes based on boron doped homoepitaxial diamond films by conducting probe atomic force
microscopy", Superlattices and Microstructures 40 (4-6), pp. 343-349 (2006). [ISI W_Sc = 1,26]
ACL.3.5.
O. Schneegans, A. Moradpour, K. Wang, A. Leblanc, P. Molinié, "Conducting-Probe AFM
Nanoscale Joule Heating Yields Charge-Density-Wave Transition Detection", Journal of Physical
Chemistry B, 110, p9991-9994 (2006). [ISI W_Sc = 4,12]
ACL.3.6.
S. Noël, N. Lécaudé, D. Alamarguy, "Grafting of bifunctional fluorinated polyether molecules on
metallic surfaces: application to the protection of electrical contacts", Surf. Interface Anal. 38:326329 (2006). [ISI W_Sc = 1,43]
ACL.3.7.
O. Schneegans, A. Moradpour, O. Dragos, S. Franger, N. Dragoe, L. Pinsard-Gaudart, P.
Chrétien, A. Revcolevschi, “NaxCoO2 : a new opportunity for rewritable media ?” Journal of the
American Chemical Society, 129, p7482-7483 (2007). [ISI W_Sc = 7,70]
A. Benedetto, P. Viel, S. Noël, N. Izard, P. Chenevier, S. Palacin, "Carbon nanotubes/fluorinated
polymers nanocomposite thin films for electrical contacts lubrication", Surface Science, 601,
pp.3687-3692 (2007). [ISI W_Sc = 1,88]
ACL.3.8.
ACL.3.9.
T. Klonowski, R. Andlauer, T. Leblanc, Ph. Testé, “High intensity contact opening under 36
VDC voltage Application for mild hybrid vehicles” IEEE TVT, Vol 56, n°4, 2017-2028 (2007) [ISI
W_Sc = 1,07]
ACL.3.10.
O. Schneegans, F. Houzé, P. Chrétien, R. Meyer, "Capacitance measurements on small parallel
plate capacitors using nanoscale impedance microscopy" Appl. Phys. Lett. 90 (4), paper 043116
(2007) [ISI W_Sc = 3,98]
ACL.3.11.
J. Alvarez, F. Houzé, J.-P. Kleider, M. Liao, Y. Koide, “Local photoconductivity on diamond
metal-semiconductor-metal photodetectors measured by conducting probe atomic force
microscopy” Diamond and Related Materials 16 (4-7), pp.1074-1077 (2007). [ISI W_Sc = 1,94]
ACL.3.12.
A. Monnier, B. Froidurot, C. Jarrige, R. Meyer, Ph. Testé, « A mechanical, electrical, thermal
coupled-field simulation of a sphere-plane electrical contact », IEEE Trans. On Com. and Pack.
Tech, vol. 30, n°4, p.787-795 (2007). [ISI W_Sc = 0,90]
ACL.3.13.
Ph. Testé, T. Klonowski, T. Leblanc, R. Andlauer, “Study of the properties of high intensity
switching under 36 V dc. Influence of the contact material”, Eur. Phys. Jour. Appl. Phys., 41, 251264, 2008 [ISI W_Sc = 0,78]
ACL.3.14.
D. Alamarguy, A. Benedetto, M. Balog, P. Viel, F. Le Derf, F. Houzé, M. Sallé, S. Noël, S.
Palacin, "Tribological and electrical study of Fluorinated Diazonium Films as dry lubricants for
LGEP UMR 8507
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1,04]
ACL.3.15.
S. Noël, D. Alamarguy, F. Houzé, A. Benedetto, P. Viel, S. Palacin, N. Izard, P. Chenevier,
"Nanocomposite thin films for surface protection in electrical contact applications", soumis à IEEE
Transactions on Components and Packaging Technologies (2008). [ISI W_Sc = 0,90]
ACL.3.16.
K. Wang, O. Schneegans, A. Moradpour, F. Jomard “Focused ion beam processing of organic
crystal (TMTSF)2PF6. A combined conducting probe atomic force microscopy and secondary ion
mass spectrometry study” Journal of Applied Physics (JAP), 103, 013711 (2008) [ISI W_Sc =
2,17]
ACL.3.17.
D. Alamarguy, A. Benedetto, M. Balog, S. Noël, P. Viel, F. Le Derf, F. Houzé, M. Sallé, S.
Palacin, " Tribological and electrical study of Fluorinated Diazonium Films as dry lubricants for
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balance at the electrodes of an electric arc in air”, Plasma. Sources Sci. and Tech., accepté. [ISI
W_Sc = 2,12]
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"Nanocomposite thin films for surface protection in electrical contact applications”, soumis à IEEE
Trans. Comp. Pack. Tech., Déc. 2007.
ACL.3.20.
F. Ossart, S. Noël, N. Lécaudé, S. Correia, P. Gendre, "Electro-mechanical evaluation of
multilayer platings for connectors : experiments and modeling", soumis à IEEE Trans. Comp.
Pack. Tech., Déc. 2007.
ACL.3.21.
R. Belakhdar, S. Noël, O. Schneegans, "Investigation of the fretting behaviour of tin multilayer
coatings for electrical contact applications”, soumis à Surface and coatings Technology.
ACL.3.22.
Ph. Testé, J. Rossignol, “A first attempt to connect a microscopic vision of the cathode fragment
and micro spot with a macroscopic approach of the cathode arc root : a multi-scale problem”, Jour.
of High Temp. Mat. Proc., vol. 12, n°1, 43-58, 2008. [ISI W_Sc = 0,26]
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J. Rossignol, Ph. Testé, B. Da Fonseca, E. Bourillot, ″An experimental study of the interaction
between cathodic micrometer tips and an electric arc″, Jour. of High Temp. Mat. Proc., vol. 12 n°1,
59-66, 2008 [ISI W_Sc = 0,26].
ACLN : Articles dans des revues internationales ou nationales avec comité de lecture non
répertoriées dans les bases.
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F. Houzé, D. Mariolle, F. Bertin, P. Chrétien, O. Schneegans, A. Chabli "Caractérisation de
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A. Monnier, B. Froidurot, C. Jarrige, R. Meyer, Ph. Testé, "A mechanical, electrical, thermal
coupled-field simulation of a sphere-plane electrical contact" 51ième IEEE Holm Conference,
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LGEP UMR 8507
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ACT.3.5.
T. Klonowski, R. Andlauer, T. Leblanc, F. Faure, R. Meyer, Ph. Testé, "Experimental study of
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metallic surfaces: application to the protection of electrical contacts", ECASIA 05, 11ième
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P. Chrétien, F. Houzé, O. Schneegans, R. Meyer, L. Boyer, "Simultaneous resistance and
capacitance cartography by conducting probe AFM in contact mode " Xtip’05 (Workshop on the
Coupling of Synchrotron Radiation IR and X-rays with Tip based Scanning Probe Microscopies),
Grenoble (France), 16-18 novembre 2005.
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J. Alvarez, F. Houzé, J.-P. Kleider, M. Liao, Y. Koide, "Electrical characterization of Schottky
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J. Alvarez, F. Houzé, P. Chrétien, J.-P. Kleider, C. Bazin, M. Liao, Y. Koide," Local
photoconductivity on Schottky diamond photodetectors measured by conducting probe atomic
force microscopy " Diamond’ 2006 (17th European Conference on Diamond, Diamond-Like
Materials, Carbon Nanotubes and Nitrides), Estoril (Portugal), septembre 2006.
ACT.3.11.
S. Noël, N. Lécaudé, S. Correia, P. Gendre, A. Grosjean, "Electrical and tribological properties of
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D. Alamarguy, S. Noël, A. Benedetto, M. Balog, P. Viel, F. Le Derf, M. Sallé, S. Palacin, O.
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S. Noël, D. Alamarguy, A. Benedetto, Pascal Viel, Serge Palacin, Mirela Balog, Franck Le Derf,
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100
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TH : Thèses soutenues et HDR : habilitation à diriger des recherches
TH.3.1.
A. Monnier "Etude et simulation du soudage par résistance de matériaux de contact" Thèse de
Doctorat – Université Paris Sud 11 – 30 octobre 2006
TH.3.2.
T. Klonowski "Etude de la coupure de fortes intensités sous une tension continue de 42 volts"
Thèse de Doctorat – Université Paris Sud 11 – 12 décembre 2006
HDR.3.1.
O. Schneegans "Microscopie à Force Atomique à Pointe Conductrice : carctérisations électriques
et modifications physico-chimiques de matériaux par un instrument en développement"
Habilitation à Diriger les Recherches – Université Paris Sud 11 – 16 novembre 2007
LICENCE
P. Chrétien, F. Houzé, O. Schneegans, Transfert de savoir-faire pour la mise en forme, la fabrication et la mise
sur le marché du Résiscope - Licence de logiciel et de savoir-faire n° L06161 avec la Société CS Instruments,
2007.
LGEP UMR 8507
101
ENVELOPPES SOLEAU
R. Meyer, F. Houzé, Ph. Testé "Réduction de l’inductance propre d’une boucle conductrice, application à la
réalisation de contacts pour interposeurs" Enveloppe Soleau, n° d'enregistrement INPI 247619, décembre 2005.
P. Chrétien, F. Houzé, O. Schneegans, R. Meyer, L. Boyer† "Améliorations apportées au dispositif de mesure
rapide de courant et de résistance électrique pouvant varier sur plusieurs décades" (Annexe de l’enveloppe
n°107058)
Enveloppe Soleau, n° d'enregistrement INPI 250231, janvier 2006.
BREVETS (1)
A. Moradpour, O. Schneegans, O.G. Dragos, S. Franger, N. Dragoe, L. Pinsard-Gaudart, A. Revcolevschi,
Dispositif et procédé de stockage de masse d'information - N° dépôt : 07/03093 – France.
les bases
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O. Schneegans, A. Moradpour, L. Boyer, D. Ballutaud," Nanosized Electrochemical Cells
Operated by AFM Conducting Probes ", Journal of Physical Chemistry B, 108, 9882-9887, 2004.
[ISI W_Sc = 3,83]
ACL.3.23.
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ACL.3.24.
D. Alamarguy, S. Noël, O. Schneegans, R. Meyer, L. Tristani, A. Di Meo, "Surface
investigations of bonded perfluoro polyether monolayers on gold surfaces", Surface and Interface
Analysis, vol. 36 n°8, pp 1210-1213, Août 2004. [ISI W_Sc = 1,21]
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D. Alamarguy, M. Bertoglio, N. Lécaudé, S. Noël, L. Ruaut, L. Tristani, "Corrosion behaviour
of gold surfaces protected with bonded perfluoro polyethers", Surface and Interface Analysis, vol.
36 n°8, pp 780-783, Août 2004. [ISI W_Sc = 1,21]
Communications internationales
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ACT.3.39.
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cylindrique semi-infini, et extensions possibles", 7th Intern. Conf. on Appl. and Theor. Electricity ICATE 2004, 13-14 Octobre 2004, Université de Craiova, Roumanie.
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Nanoscale II, Grenoble (France), octobre 2004.
LGEP UMR 8507
102
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Lécaudé, S. Noël, L. Tortech, L. Tristani, Z. Mekhalif, "Traitement de surface des connecteurs
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D. Alamarguy "Etude de couches moléculaires organiques pour la protection des contacts
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103
(responsable : Jean-Paul KLEIDER, Directeur de recherche au CNRS)
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CNRS-ADEME, Matériaux et procédés pour la conversion photovoltaïque de l'énergie solaire,
Sophia Antipolis, Novembre 2004.
ACT.4.37.
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la caractérisation des états localisés dans la bande interdite des semiconducteurs en couches
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conversion photovoltaïque de l'énergie solaire, Sophia Antipolis, Novembre 2004.
ACT.4.38.
J. Damon-Lacoste, P. Roca I Cabarrocas, P.-J. Ribeyron, E. Rolland, A. S. Gudovskikh, J. P.
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ACT.4.41.
V. Svrcek, Y. Veschetti, J.-C. Muller, A. S. Gudovskikh, J. P. Kleider, J. Damon-Lacoste, P.
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Proceedings of the 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 7-11 juin 2004, Paris,
France, pages 1445 à 1448.
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J. Damon-Lacoste, P. Roca I Cabarrocas, A. S. Gudovskikh, J. P. Kleider, C. Jaussaud, P.-J.
Ribeyron, V. Svrcek, Y. Veschetti, J.C. Muller, " Plasma treatments of the interface in n-type
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of the 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 7-11 juin 2004, Paris, France, pages
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ACT.4.43.
A. S. Gudovskikh, J. P. Kleider, R. Stangl, M. Schmidt, W. Fuhs, "Interface properties of aSi:H/c-Si heterojunctions investigated by complementary experimental techniques and modelling”,
Proceedings of the 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 7-11 juin 2004, Paris,
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ACT.4.44.
B Canava, A. Etcheberry, J Vigneron, J.-F. Guillemoles, D. Lincot, S. Ould Saad, Z Djebbour,
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Energy Conference, 7-11 juin 2004, Paris, pages 1962 à 1964.
LGEP UMR 8507
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ACT.4.45.
U. Schühle, J-F. Hochedez, J. L. Pau, C. Rivera, E. Muñoz, J. Alvarez, J. P. Kleider, P. Lemaire,
T. Appourchaux, B. Fleck, A. Peacock, M. Richter, U. Kroth, A. Gottwald, M.-C. Castex, A.
Deneuville, P. Muret, M. Nesladek, F. Omnes, J. John, C. Van Hoof, “Development of imaging
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AP.4.5.
D. Mencaraglia, « Synthèse sur l’électrification rurale par voie solaire photovoltaïque», 13ème session
de l’école d’été de l’UNESCO « Électricité Solaire pour les Zones Rurales », Siège de l’UNESCO,
Paris, 5-16 Juillet 2004.
TH.4.2.
José Alvarez (thèse de l'Université Pierre et Marie Curie – Paris 6, soutenue le 23 mars 2004) :
"Caractérisation électronique de films minces de diamant"
3. Production scientifique des chercheurs dans leur unité d’origine ayant rejoint le LGEP à partir de 2005
3.1. Liste séparée de José Alvarez (post-doctorant au NIMS, Tsukuba, Japon de mars 2004 à octobre 2005)
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=3,977)
ACL.JA.3. M.Y. Liao, J. Alvarez, Y. Koide, “Tungsten carbide Schottky contact to diamond toward thermally
stable photodiode”, Diamond and Relat. Mater. 14 (2005) page 2003. (Impact Factor ISI Wok
=1,935)
ACL.JA.4. Y. Koide, M.Y. Liao, J. Alvarez, “Development of thermally stable, solar-blind deep-ultraviolet
diamond photosensor”, Materials Transanctions 46 (2005) page 1965. (0,927)
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Schottky contact”, Japanese Journal of Applied Physics-Part 1 44 (2005) page 7832 (1,222)
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photodiode using a tungsten carbide electrode contact,”, 16th European Conference on Diamond,
Diamond-Like Materials, Carbon Nanotubes, and Nitrides, Diamond 2005, Sep 11-16, 2005
(Toulouse, France).
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diamond photodiode”, 24th Electronic Materials Symposium (EMS-24), Session B: Wide-Bandgap
Optical Devices, July 4-6, 2005, (Matsuyama, Japan).
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contact for deep ultraviolet light detection,” Liao M, Alvarez J, and Koide Y, 11th International
Conference on Defects-Recognition, Imaging and Physics in Semiconductors (DRIP-XI), Sep 15-19,
2005, (Beijing, China).
COM.JA.4. M.Y. Liao, J. Alvarez, Y. Koide, “Schottky-barrier diamond photodiode using thermally stable
WC-based contacts”, International Conference on Solid-State Device and Materials (SSDM 2005),
Sep 13-15, 2005, (Kobe, Japan).
AFF.JA.1.
AFF.JA.2.
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WC Schottky contact”, The 10th International Conference on New Diamond Science and
Technology (ICNDST-10), May 11-14, 2005, (Tsukuba, Japan).
force microscopy", Diamond 2005, Toulouse, 11-16 septembre 2005.
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J. Alvarez, M.Y. Liao, and Y. Koide, "Bias-dependence of spectral photo-response of metalsemiconductor-metal structures on diamond”, The 23rd International Conference on Defects in
Semiconductors (ICDS-23), July 24-29, 2005, (Awaji Island, Japan).
AFF.JA.4.
J. Alvarez, M.Y. Liao, and Y. Koide, "High ultraviolet photocurrent in metal-semiconductor-metal
structures fabricated on as-grown boron-doped homoepitaxial diamond”, 10th International
Conference on New Diamond Science and Technology (ICNDST-10), May 11-14, 2005, (Tsukuba,
Japan).
AFF.JA.5.
J. Alvarez, M.Y. Liao and Y. Koide, “Metal-Semiconductor-Metal devices on diamond crystals for
the UV detection”, Japan-US Workshop on The Future of Sensors and Sensor Systems in Tsukuba
(Sensor Workshop 05), February 28-March 2, 2005, (Tsukuba, Japan).
LGEP UMR 8507
119
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M.Y. Liao, J. Alvarez, Y. Koide, "Refractory metal carbide as thermally stable Schottky contact of
diamond photosensor for deep-ultraviolet detection”, Japan-US Workshop on The Future of
Sensors and Sensor Systems in Tsukuba (Sensor Workshop 05), February 28-March 2, 2005.
(Tsukuba, Japan).
BREVETS
Y. Koide, J. Alvarez, M.Y. Liao, “Diamond ultraviolet sensor element for e.g. industrial combustion furnace,
has diamond single crystal substrate containing nitrogen atom formed by high temperature and high voltage
method”, brevet déposé par le NIMS (Tsukuba, Japon) n° JP2007139424-A.
Y. Koide, M.Y. Liao, J. Alvarez, “Diamond UV-ray Sensor”, brevet déposé par le NIMS (Tsukuba, Japon)
n° JP2006314996.
Y. Koide, M.Y. Liao, J. Alvarez, “Diamond Semiconductor Rectifier”, brevet déposé par le NIMS (Tsukuba,
Japon) n° JP2006302048.
Y. Koide, M.Y. Liao, J. Alvarez, “Diamond Ultraviolet Sensor”, brevet déposé par le NIMS (Tsukuba, Japon)
n° JP2005021451.
LGEP UMR 8507
120
Équipe 5 – Matériaux et Dispositifs : des Micro-ondes à l’Infrarouge (MDMI)
(Responsable : Annick DÉGARDIN, Professeur à l’UPMC,
ayant succédé en septembre 2007 à Alain KREISLER, Professeur émérite à l’UPMC)
ACL5.1.
F. Abbott, A. F. Dégardin and A. J. Kreisler: “YBCO Thin Film Sputtering: An Efficient Way to
Promote Microwave Properties”, IEEE Trans. Appl. Superconductivity 15(2), pp. 2907-2910 (2005),
Impact Factor ISI WoK 2006: 0,717.
ACL5.2.
Ch. Péroz and J. C. Villégier; A. F. Dégardin, B. Guillet and A. J. Kreisler, “High critical current
densities observed in PrBa2Cu3O7-δ/YBa2Cu3O7-δ/PrBa2Cu3O7-δ ultrathin film constrictions”, Applied
Physics Letters, 89, pp. 142502-142504 (2006), Impact Factor ISI WoK 2006 : 3,977.
ACL5.3.
J. C. Badot, A. Mantoux, N. Baffier, O. Dubrunfaut, D. Lincot, “Submicro- and nanostructural
effects on electrical properties of Li0.2V2O5 thin films obtained by atomic layer deposition (ALD)”,
Journal of Physics and Chemistry of Solids, 67, pp. 1270–1274 (2006), Impact Factor ISI WoK
2006: 1,164.
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Ultrathin PBCO/YBCO/PBCO Constrictions for Hot Electron Bolometer THz Mixing
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2006: 0,717.
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complex permittivity using a coaxial discontinuity”, Eur. Phys. J-Appl. Phys. 39, 197-201 (2007),
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O. Meyer, S. Chevalier, R. Weil, M. Delmotte, A. Loupy, A. Fourrier-Lamer, « Chimie de
synthèse : paramètres diélectriques de systèmes isolés et de mélanges réactionnels. III : Traitement
micro-ondes. Phénomènes athermiques », Ann. Chim.-Sci. Mat, 32 (5), pp. 461-485 (2007), Impact
Factor ISI WoK 2006: 0,288.
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devices on MOCVD-SrTiO3 thin films”, Ferroelectrics, 262, pp. 48-54 (2008), Impact Factor ISI
WoK 2006: 0,389.
ACL5.9.
A. Gensbittel, A. F. Dégardin, M. Guilloux-Viry, A. J. Kreisler, “In-plane tunability of coplanar
microwave devices by SrBi2Nb2O9 ferroelectric thin films”, Ferroelectrics, 262, pp. 41-47 (2008),
ACL5.10. O. Meyer, M. Delmotte, J-C. Lacroix, R. Weil, A. Loupy, F. Maurel, A. Fourrier-Lamer, “How
broad band (from radio frequency to microwaves) dielectric parameters describe synthetic chemical
reactions”, J. Phys. Org. Chem. (à paraître), Impact Factor ISI WoK 2006: 1,593.
ACL5.11. A. Fourrier-Lamer, M. Delmotte, A. Loupy, J.-C. Badot, R. Weil, O. Meyer, « Énergie
d'activation de relaxation. Énergie d'activation de réaction chimique. Comparaison des énergies
lorsque le dipôle électrique occupe le site réactionnel », Ann. Chim.-Sci. Mat. (à paraître), Impact
Factor ISI WoK 2006: 0,288.
ACL5.12.
J.-C. Badot, L. Beluze, O. Dubrunfaut, “Particle size effect on the electronic conductivity of
electroactive LixWO3.H2O powders: a study from 103 to 1010 Hz”, Journal of Physical Chemistry C
(nouvelle revue, extension de J. Phys. Chem. B à Impact Factor ISI WoK 2006 de 4,115), manuscript
ID: jp-2008-030732.R1 (à paraître).
LGEP UMR 8507
121
ACLN5.1. H. Acikgoz, Y. Le Bihan, O. Meyer, and L. Pichon, “Microwave Characterization of Dielectric
Materials Using Bayesian Neural Networks”, Progress in Electromagnetics Research C, 3, pp. 169182 (2008). (PIER cité par Web of Sciences 2007 et Google Scholar, PIER C revue apparue en
2008).
ACLN5.2. M. Longhin, A. J. Kreisler and A. F. Dégardin, “Semiconducting YBCO Thin Films for Uncooled
Terahertz Imagers”, Materials Science Forum, 587-588, pp. 273-277 (2008).
international.
INV.5.1.
A. Kreisler, A. Dégardin, B. Guillet, J-C. Villégier and M. Chaubet: “High-Tc Superconducting
Hot Electron Bolometers for Terahertz Mixer Applications”, 9th WMSCI Conference, Orlando, July
2005. Proceedings Volume IX, Edited by A. Tremante, J. Baralt, H. A. Shayanfar, M. Loutfi,
N. Yusupova, J. Caruthers, J. Choo, A. Dégardin, pp. 165-170 (2005).
INV.5.2.
A. Kreisler : « Imagerie terahertz : état de l’art et perspectives », 9e Journées de Caractérisation
Microondes et Matériaux (JCMM 2006), Saint-Étienne (mars 2006), présentation orale invitée
INV3. Actes du Colloque pp. INV3.1-INV3.4.
INV.5.3.
A.F. Dégardin, A. J. Kreisler, Ch. Péroz, B. Guillet, M. Longhin, V. Michal, M. Aurino,
« Bolomètres supraconducteurs pour l’infrarouge et les ondes terahertz », 8e Journées « Cryogénie
et supraconductivité » de l’Association Française du Froid, Aussois (mai 2006), exposé oral invité.
INV.5.4.
Ch. Péroz, A. F. Dégardin, V. Michal and A. J. Kreisler; J. C. Villégier; G. Beaudin, Y. Delorme
and A. Ferret; M. Redon, A. Sentz, G. Klisnick and D. Prêle, “Fabrication and Characterization of
Ultrathin PBCO/YBCO/PBCO Constrictions for Hot Electron Bolometer THz Mixing
Applications”, Applied Superconductivity Conference (ASC 2006), Seattle (août 2006), présentation
invitée 3EF01. Digital Book of Abstracts “Electronics”.
INV.5.5.
L. Fratila, C. Dubourdieu, B. Sacepe, J. C. Villégier, M. Rossel, G. Van Terderloo, A. F. Dégardin
and A. J. Kreisler, “Microstructural and electronic properties of LSMO/STO/Nb superconducting
spin injection devices with large current gains”, Applied Superconductivity Conference (ASC 2006),
Seattle (août 2006), présentation invitée 1EH01. Digital Book of Abstracts “Electronics”.
INV.5.6.
A.F. Dégardin & A.J. Kreisler, « Matériaux innovants pour composants électroniques et
optroniques », Séminaires de l’Association des Anciens de la radio-électricité (ARE), Paris (octobre
2007), présentation invitée.
INV.5.7.
V. Jagtap, M. Longhin, V. Michal, A.F. Dégardin, Ph. Testé & A.J. Kreisler, “Semiconducting
vs superconducting YBCO thin film bolometers: sensitivity and crosstalk investigations for future
far-infrared imagers”, Applied Superconductivity Conference (ASC 2008), Chicago (août 2008),
présentation invitée 4EPA02. Digital Book of Abstracts “Electronics”.
ACT.5.1.
J.C Villégier, A.F. Dégardin, B. Guillet, F. Houzé, A. J. Kreisler and M. Chaubet: “Fabrication of
high-Tc superconducting hot electron bolometers for terahertz mixer applications”, Terahertz and
Gigahertz Electronics and Photonics IV, Edited by R. Jennifer Hwu and Kurt J. Linden, Proceedings
of SPIE Vol. 5727, pp. 88-94 (2005).
ACT.5.2.
A.Gensbittel, A. Dégardin, A. Kreisler, M. Guilloux-Viry, A. Perrin, P. Crozat : « Étude de
composants micro-ondes accordables en fréquence à base de films minces ferroélectriques de
SrBi2Nb2O9 », 14e Journées Nationales Microondes, Nantes (mai 2005), poster N° 8D2. Conference
Digest p. 168 (CD-ROM – 8D2 4pp).
ACT.5.3.
O. Dubrunfaut, R. Weil, J.C. Badot: « Mesure du tenseur diélectrique de films anisotropes », 14e
Journées Nationales Microondes, Nantes (mai 2005), poster N° 1D7. Conference Digest p. 32 (CDROM – 1D7 4pp).
LGEP UMR 8507
122
ACT.5.4.
O. Meyer, R. Weil, O. Dubrunfaut, A. Fourrier-Lamer, « Caractérisation diélectrique large
bande de molécules biologiques en milieu liquide confiné. Contribution à l’étude d’une réaction
biologique par caractérisation diélectrique large bande », 9e Journées de Caractérisation
Microondes et Matériaux (JCMM 2006), Saint-Étienne (mars 2006), présentation orale F1. Actes du
Colloque pp.F1.1-F1.4.
ACT.5.5.
E. Bondet, O. Dubrunfaut, J. C. Badot, A. Fourrier-Lamer, E. Villard, P. Y. David, « Capteur
pour la mesure de concentration dans un fluide pétrolier en écoulement », 9e Journées de
Caractérisation Microondes et Matériaux (JCMM 2006), Saint-Étienne (mars 2006), présentation
orale G2. Actes du Colloque pp.G2.1-G2.4.
ACT.5.6.
H. Acikgoz, Y. Le Bihan, O. Meyer, L. Pichon, “Neural Networks for Broad-Band Evaluation of
Complex Permittivity using a Coaxial Discontinuity”, NUMELEC’06, Lille (novembre 2006),
présentation poster P3-3. Conference Digest pp. 165-166.
ACT.5.7.
M. Longhin, A.F. Dégardin and A.J. Kreisler, “Semiconducting YBCO thin films for uncooled
terahertz imagers”, 4th International Materials Symposium (MATERIAIS 2007), Porto, Portugal (1-4
April 2007), présentation orale. Proceedings: Materials Science Forum (2008).
ACT.5.8.
A. Martin, M. Richard, T. Déan, D. Lancereau, S. Delage, M. Campovecchio, A.F. Dégardin, R.
Quéré, “Fabrication and modelling of passive components for GaN based MMICs”, Workshop on
the GaN Advancement Technology in Europe, Venise, Italie (Mai 2007), présentation orale,
Proceedings.
ACT.5.9.
H. Acikgoz, Y. Le Bihan, O. Meyer, L. Pichon, « Technique d'inversion par réseaux de neurones
appliquée à la caractérisation large bande de matériaux diélectriques », 15e Journées Nationales
Micro-ondes (JNM 2007), Toulouse (mai 2007), présentation poster 4D16 (CD-ROM - 4D16 4pp).
ACT.5.10. A. Martin, M. Richard, T. Déan, D. Lancereau, S. Delage, M. Campovecchio, A.F. Dégardin, R.
Quéré, « Fabrication et modélisation de composants passifs pour des MMICs en nitrure de
gallium », 15e Journées Nationales Microondes (JNM 2007), Toulouse (mai 2007), présentation
poster 2D10 (CD-ROM – 2D10 4pp).
ACT.5.11. A.J. Kreisler, A.F. Dégardin, M. Aurino, Ch. Péroz, J-C. Villégier, G. Beaudin, Y. Delorme,
M.Redon, A. Sentz, “New trend in terahertz detection: high Tc superconducting hot electron
bolometer technology may exhibits advantages vs. low Tc devices”, IEEE International Microwave
Symposium (IMS 2007), Honolulu, Hawaii, USA (3-8 June 2007), présentation orale. Proceedings,
pp. 345-348.
ACT.5.12. H. Acikgoz, Y. Le Bihan, O. Meyer and L. Pichon, “Microwave characterization of dielectrics
materials using the combination of a finite element technique and neural networks”, Compumag,
Aachen (Juin 2007), présentation poster 2007, Proceedings pp. 933-934.
ACT.5.13. M. Aurino, J-C. Villégier, A.F. Dégardin and A.J. Kreisler, “Fabrication and characterisation of
ultrathin PBCO/YBCO/PBCO constrictions for hot electron bolometer terahertz mixing
application”, 19ème Colloque International "Optique Hertzienne et Diélectriques" (OHD 2007),
Valence (Septembre 2007), présentation orale 4-B2, Conference Digest p. 109.
ACT.5.14. A. Gensbittel, A. Khatab, M. Oualli, A.F. Dégardin, F. Weiss and A.J. Kreisler, “MOCVDSrTiO3 thin films microwave coplanar varactors”, 19ème Colloque International "Optique Hertzienne
et Diélectriques" (OHD 2007), Valence (Septembre 2007), présentation orale 5-A1, Conference
Digest pp. 119-121.
ACT.5.15. O. Meyer, H. Acikgoz et A. Fourrier-Lamer, « Contribution à l’étude d’une réaction chimique
biologique par caractérisation diélectrique large bande », 19ème colloque international « Optique
Hertzienne et Diélectriques » (OHD 2007, Valence (5-8 sept. 2007), exposé oral 2-B3, Conference
Digest pp.71-72.
ACT.5.16. F. Ossart, S. Noël, D. Alamarguy, S. Correia, P. Gendre, “Multilayer contacts in electrical
connectors: experimental results and modelling”, 8th International Conference on Computer
Methods and Experimental Measurements for Surface Effects and Contact Mechanics ( CONTACT
and SURFACE 2007), New Forest GB (Mai 2007), présentation orale, Proceedings édités dans
WIT Transactions on Engineering Sciences, Vol. 55, WIT Press, p89-98.
ACT.5.17. F. Ossart, S. Noël, D. Alamarguy, S. Correia, P. Gendre, “Electro-mechanical evaluation of
multilayer platings for connectors: experiments and modelling”, 53ieme IEEE Holm Conference
LGEP UMR 8507
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(Electrical contacts 2007), Pittsburgh, USA (Septembre 2007), présentation orale, Proceedings pp.
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ACT.5.18. M. Aurino, J-C. Villégier, A.F. Dégardin and A.J. Kreisler, “New technology of high Tc
superconducting hot electron bolometers for terahertz mixing”, 8th European Conference on
Applied Superconductivity (EUCAS 2007), Brussels (September 2007), présentation poster N° S40116, Journal of Physics, conference series: http://www.iop.org/EJ/toc/1742-6596/97/1, paper
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Tunable Devices: Modelling of Varactors”, 8th European Conference on Applied Superconductivity
(EUCAS 2007), Brussels (September 2007), présentation poster N° S2-0138, Journal of Physics,
conference series: http://www.iop.org/EJ/toc/1742-6596/97/1, paper 012083.
ACT.5.20. H. Acikgoz, B. Jannier, Y. Le Bihan, O. Dubrunfaut, O. Meyer, « Modélisation numérique d’un
capteur pour la mesure des concentrations des phases d’un fluide en écoulement et inversion par
réseaux de neurones », 10èmes Journées de Caractérisation Micro-onde et Matériaux (JCMM 2008),
Limoges (2 – 4 avril 2008), présentation orale O3-1, Actes du Colloque pp. O3-1.1 – O3-1.4 (4 pp).
ACT.5.21. H. Acikgoz, Y. Le Bihan, O. Meyer, L. Pichon, « Caractérisation micro-ondes de matériaux
diélectrique par réseaux de neurones avec régulation bayesienne », 10èmes Journées de
Caractérisation Micro-onde et Matériaux (JCMM 2008), Limoges (2 – 4 avril 2008), présentation
orale O9-4, Actes du Colloque pp. O9-4.1 – O9-4.4 (4 pp).
ACT.5.22. C. Gilbert, H. Acikgoz, L. Pichon, A. Fourrier-Lamer, O. Meyer, « Etude d’une réaction
d’hydrolyse de l’acétylcholine par caractérisation diélectrique large bande », 10èmes Journées de
Caractérisation Micro-onde et Matériaux (JCMM 2008), Limoges (2 – 4 avril 2008), présentation
poster P20, Actes du Colloque pp. P20.1 – P20.4 (4 pp).
ACT.5.23. M. Longhin, A. Dégardin, A. Kreisler, “Semiconducting YBCO thin films for future uncooled
THz bolometers”, 10èmes Journées de Caractérisation Micro-onde et Matériaux (JCMM 2008),
Limoges (2 – 4 avril 2008), présentation poster P10, Actes du Colloque pp. P10.1 – P10.4 (4 pp).
ACT.5.24. H. Acikgoz, L. Santandrea, Y. Le Bihan, S. Gyimothy, J. Pavo, O. Meyer, L. Pichon, “Generation
and use of optimized databases in microwave characterization”, IET Computation on
Electromagnetic, Brighton, UK (April 7 – 10 2008), présentation poster, Proceedings pp. 58-59.
ACT.5.25. V. Michal, A. J. Kreisler, A. F. Dégardin, G. Klisnick, G. Sou, M. Redon, “Fixed-gain CMOS
Differential Amplifiers for the 40 K to 390 K Temperature Range”, 8th European Workshop on Low
Temperature Electronics (WOLTE 8), Ilmenau, Allemagne (23-26 juin 2008), présentation orale.
Proceedings # W8012.
ACT.5.26. A. Scheuring, I. Türer, N. Ribière-Tharaud, A. F. Dégardin, A. J. Kreisler, “Modeling of
Broadband Antennas for Room Temperature Terahertz Detectors”, EUROEM 2008 European
Electromagnetics, Lausanne CH (21-25 juillet 2008). Présentation orale, Proceedings # 339.
ACT.5.27. I. Türer, X. Gaztelu, N. Ribière-Tharaud, A. F. Dégardin, A. J. Kreisler, “Modeling of
Broadband Antennas for Hot Electron Bolometers at Terahertz Frequencies”, EUROEM 2008
European Electromagnetics, Lausanne CH (21-25 juillet 2008). Présentation orale, Proceedings #
340.
ACT.5.28. A. J. Kreisler, V. Jagtap, M. Longhin, M. Aurino, A. F. Dégardin, “Superconducting and
semiconducting YBaCuO thin film bolometer investigations for future THz imaging arrays”, SPIE
Europe Security + Defence, Cardiff UK (15-18 septembre 2008). Présentation orale, Proceedings #
7117-25.
ACT.5.29. A. J. Kreisler, I. Türer, A. Scheuring, X. Gaztelu, A. F. Dégardin, N. Ribière-Tharaud,
“Modelling THz antennas for cooled superconducting and uncooled semiconducting bolometric
pixels”, SPIE Europe Security + Defence, Cardiff UK (15-18 septembre 2008). Présentation orale,
Proceedings # 7117-26.
LGEP UMR 8507
124
COM.5.1. A.Kreisler et A. Dégardin, « Activité "des microondes à l’infrarouge" au LGEP : supraconducteurs,
films minces et dispositifs », 2e réunion du réseau SEFIRA, Observatoire de Paris (mai 2005),
exposé oral.
COM.5.2. A.Kreisler, « Bolomètres supraconducteurs dans le domaine terahertz : une large famille de
dispositifs et d’applications », Réunion de Centres de compétence technique du CNES, Toulouse
(juin 2005), exposé oral.
COM.5.3. J.C. Badot, A. Mantoux, N. Baffier, O. Dubrunfaut, D. Lincot, “Submicro- and nanostructural
effects on electrical properties of Li0.2V2O5 thin films obtained by atomic layer deposition (ALD)”,
13th International Symposium on Intercalation Compounds (ISIC 13) - Clermont-Ferrand (6 – 9 juin
2005), exposé oral.
COM.5.4. A.Kreisler, « Bolomètres à électrons chauds supraconducteurs dans le domaine terahertz »,
Rencontres de technologies spatiales (astronomie/astrophysique), CNES, Paris (septembre 2005),
exposé oral.
COM.5.5. A.J. Kreisler, A. F. Dégardin, M. Longhin, V. Michal, « Bolomètres supraconducterus dans le
domaine terahertz : une large famille de dispositifs et d’applications », 3e Journées
« Supraconducteurs » du réseau SEFIRA, Rustrel (avril 2006), exposé oral.
COM.5.6. A.Gensbittel, A. F. Dégardin, A. J. Kreisler; M. Guilloux-Viry, “In-plane Tunability of Coplanar
Microwave Devices by SrBi2Nb2O9 Ferroelectric Thin Films”, Fourth open franco-ukrainian
meeting on ferroelectricity and thin films 2006 (RFUF4-JCF2006), Amiens (novembre 2006),
présentation orale.
COM.5.7. J.C. Badot, E. Ligneel, B. Lestriez, O. Dubrunfaut, D. Guyomard, « Propriétés électriques et
diélectriques des composites LiV3O8 / polymère : aspect microscopique », GFECI – Réunion
annuelle du Groupe Français d’Etude des Composés d’Insertion, Saint-Dié-des-Vosges, (26 – 29
mars 2007), présentation orale.
COM.5.8. A.J. Kreisler, A.F. Dégardin, M. Longhin, M. Aurino, V. Michal, V.S. Jagtap and I. Turer,
“Bolomètres supraconducteurs dans le domaine infrarouge et terahertz : une large famille de
dispositifs et d’applications”, Journées thématiques des l’AFF « Électronique supraconductrice »,
Thales, Palaiseau, France (29-30 mars 2007), présentation orale.
COM.5.9. F. Ossart, S. Noël, D. Alamarguy, S. Correia, P. Gendre, “Electromechanical modelling of
multilayer contacts in electrical connector”, Contact Surface, New Forest, Great Brittain, mai 2007,
présentation orale.
COM.5.10. A. Kreisler, “Imaging basics”, 1st European Summer School on New Trends in Terahertz Imaging
(NTTI 2007), Paris, France (9-13 July 2007), présentation orale.
COM.5.11. A. Gensbittel, A. Khatab, M. Oualli, A. Dégardin, F. Weiss and A. Kreisler, “MOCVD-SrTiO3
thin films microwave coplanar varactors”, 8èmes Journées Couches Minces Ferroélectriques (JCF
2007),
Calais
(octobre
2007),
présentation
orale
B2,
http://193.49.195.2/lemcel/jcf2007/pdf/Resumes/B2.pdf.
COM.5.12. S. Berthumeyrie, J.C. Badot, J.P. Pereira-Ramos, S. Bach, P. Vermaut, O. Dubrunfaut,
« Elaboration et caractérisation de différentes morphologies de MoO3 », GFECI – Réunion annuelle
du Groupe Français d’Etude des Composés d’Insertion, Fort-Mahon, (17 – 20 mars 2008).
COM.5.13. A.J. Kreisler, M. Longhin, V. Michal, M. Aurino, V. Jagtap, I. Türer, X. Gaztelu, A.
Scheuring & A.F. Dégardin, “NANOTIME project: superconducting and semiconducting
YBaCuO thin film bolometer investigations for THz imaging arrays”, 1st Karlsruhe Detector
Workshop, S-Pulse project, exposé oral invité (mai 2008).
AFF.5.1.
A. Gensbittel, A. Dégardin, A. Kreisler, M. Guilloux-Viry, A. Perrin, P. Crozat , « Étude de
composants micro-ondes accordables en fréquence à base de films minces ferroélectriques de
SrBi2Nb2O9 », Journées Couches Minces Ferroélectriques, Nantes (septembre 2005), Poster N° 13.
AFF.5.2.
A.J. Kreisler, J. C. Villégier, Ch. Péroz, A. F. Dégardin, M. Chaubet, “High-Tc Hot Electron
Bolometers for Terahertz Mixing Applications”, EUCAS’05, Vienne (septembre 2005), présentation
poster WE-P3-148. Abstract booklet p. 277.
LGEP UMR 8507
125
AFF.5.3.
A.F. Dégardin, A. Gensbittel, M. Guilloux-Viry, P. Crozat, A. J. Kreisler, “Ferroelectric
SrBi2Nb2O9: An Attractive Material for Development of Microwave Tunable Coplanar Devices?”,
EUCAS’05, Vienne (septembre 2005), présentation poster TH-P4-124. Abstract booklet p. 328.
AFF.5.4.
A.J. Kreisler, Ch. Péroz, B. Guillet, A. F. Dégardin, J. C. Villégier and M. Chaubet, “High-Tc
superconducting hot electron bolometers for terahertz mixer applications”, International Symposium
on Space Terahertz Technologies (ISSTT’06), Paris (mai 2006), présentation poster N° 25. Digital
Book of Abstracts “Device processing”.
AFF.5.5.
C. Jordy, P. Biensan, O. Dubrunfaut, R. Weil, J. C. Badot, “Radio- and microwave frequency
dielectric study on Li(NiCoAl)O2 and Li(NiCoMn)O2 type materials”, International Meeting on
Lithium Batteries (IMLB 2006), Biarritz (juin 2006), présentation poster. Digital Book of Abstracts
N° 60.
AFF.5.6.
A. Gensbittel, A. F. Dégardin and A. J. Kreisler; M. Guilloux-Viry; P. Crozat, “In-plane
Tunability of Coplanar Microwave Devices by SrBi2Nb2O9 Ferroelectric Thin Films”, Applied
Superconductivity Conference (ASC 2006), Seattle (août 2006), presentation poster 4EH08. Digital
Book of Abstracts “Electronics”.
AFF.5.7.
A. Gensbittel, A. F. Dégardin, F. Weiss, A. J. Kreisler , “Tunable coplanar waveguide microwave
devices on MOCVD-SrTiO3 thin films”, Fourth open franco-ukrainian meeting on ferroelectricity
and thin films 2006 (RFUF4-JCF2006), Amiens (novembre 2006), présentation poster.
AFF.5.8.
M. Longhin, A.F. Dégardin and A.J. Kreisler, “Semiconducting YBCO thin films for future
uncooled THz bolometers”, 4èmes Journées THz, Bombannes, France (29-31 mai 2007), présentation
poster.
AFF.5.9.
M. Aurino, J-C. Villégier, A.F. Dégardin and A.J. Kreisler, “Fabrication and characterisation of
ultrathin PBCO/YBCO/PBCO constrictions for hot electron bolometer terahertz mixing
applications”, 4èmes Journées THz, Bombannes, France (29-31 mai 2007), présentation poster.
AFF.5.10. M. Aurino, J-C. Villégier, A.F. Dégardin and A.J. Kreisler, “Fabrication and Characterisation of
ultrathin PBCO/YBCO/PBCO constrictions for Hot Electron Bolometer Terahertz mixing”, 4èmes
Journées SEFIRA « Dispositifs supraconducteurs », École Polytechnique, Palaiseau, France (11-13
June 2007), présentation poster.
AFF.5.11. M. Aurino, Ch. Péroz, J-C. Villégier, A.F. Dégardin and A.J. Kreisler, “Elaboration of ultrathin
PBCO/YBCO/PBCO constrictions for Hot Electron Bolometer Terahertz mixing”, 13th International
Superconductive Electronic Conference (ISEC 2007), Washington, DC, USA (10-14 June 2007),
présentation poster P-N06.
AFF.5.12. V. Michal, A.J. Kreisler, A.F. Dégardin, M. Longhin, V. Jagtap, G. Klisnick, M. Redon and
G. Sou, “Integrated readout electronics for THz bolometric detector characterization”, International
Workshop on Tele-Informatics and Electromagnetic Fields (TIEF 2007), EPITA, Kremlin Bicêtre,
France (4 July 2007), présentation poster.
AFF.5.13. M. Longhin, A.F. Dégardin and A.J. Kreisler, “Semiconducting YBCO thin films for future
uncooled THz bolometers”, 1st European Summer School on New Trends in Terahertz Imaging
(NTTI 2007), Paris, France (9-13 July 2007), présentation poster.
AFF.5.14. V.S. Jagtap, C. Velly-Pareige, M. Longhin, A.F. Dégardin and A.J. Kreisler, “Semiconducting
YBCO/MgO bolometers for THz imaging applications: investigation of optical response at NIR”, 1st
European Summer School on New Trends in Terahertz Imaging (NTTI 2007), Paris, France (9-13
July 2007), présentation poster.
AFF.5.15. M. Aurino, J-C. Villégier, A.F. Dégardin and A.J. Kreisler, “Fabrication and characterisation of
ultrathin PBCO/YBCO/PBCO constrictions for hot electron bolometer terahertz mixing”, 1st
European Summer School on New Trends in Terahertz Imaging (NTTI 2007), Paris, France (9-13
July 2007), présentation poster.
AFF.5.16. X. Gaztelu, I. Türer, N. Ribière-Tharaud, A.F. Dégardin and A.J. Kreisler, “Low axial ratio
wideband antenna for bolometers at THz”, 1st European Summer School on New Trends in
Terahertz Imaging (NTTI 2007), Paris, France (9-13 July 2007), présentation poster.
AFF.5.17. H. Acikgoz, Y. Le Bihan, O. Meyer, L. Pichon, « Réseaux de neurones bayésiens pour la
caractérisation micro-ondes », GDR Ondes-Réunion générale interférence d'ondes, Pessac
(novembre 2007) présentation poster.
LGEP UMR 8507
126
AFF.5.18. O. Meyer, C. Gilbert, « Etude de la cinétique d’une réaction chimique biologique en présence
d’un champ électromagnétique hyperfréquence », Rencontre DGA - recherche et innovation
scientifique, Paris, (20 mars 2008)
AFF.5.19. H. Belyamoun, L. Santandrea, S. Zouhdi, O. Ouchetto et O. Dubrunfaut, “Homogenisation of
bianisotropic metamaterials by the periodic unfolding method”, NATO Adv. Res. Workshop
Metamaterials for Secure Information and Communication Technologies (META’08), Marrakesh (710 mai 2008), présentation poster.
AFF.5.20. H. Acikgoz, B. Jannier, Y. Le Bihan, O. Dubrunfaut, O. Meyer, L. Pichon, “Modeling of a
microwave sensor for the determination of the proportion of fluids in a gas line”, 13ème IEEE Conf.
on Electromagnetic Field Computation (CEFC), Athènes (11 – 15 mai 2008), présentation poster.
AFF.5.21. A.J. Kreisler, I. Türer, M. Aurino, V. Jagtap & A.F. Dégardin; N. Ribière Tharaud;
J.C. Villégier; M. Redon & G. Klisnick, “Embedding and ageing issues for YBCO-based hotelectron bolometers dedicated to THz detection and imaging”, Applied Superconductivity
Conference (ASC 2008), Chicago (août 2008), presentation poster 4EPG04. Digital Book of
Abstracts “Electronics”
OV.5.1.
A. Dégardin, « Élaboration et optimisation de couches minces supraconductrices haute Tc », Revue
de la recherche Supélec 2006-2007, domaine Microélectronique et photonique, p. 103 (juin 2006).
BREVETS – DEPOT DE LOGICIEL
Inventeurs : A. Fourrier-Lamer, O. Dubrunfaut, J. C. Badot, E. Bondet de la Bernardie, B. Le
Briere, P. Y. David. Déposants : GEOSERVICES, CNRS, SUPELEC. « Procédé de mesure de la
proportion de phases dans un mélange polyphasique en écoulement et capteur correspondant ». Dépôt
France INPI le 4/8/2005 sous le n° 05 08349. Licence et royalties : non.
Inventeurs : A. Fourrier-Lamer, O. Dubrunfaut, J. C. Badot, E. Bondet de la Bernardie, B. Le
Briere, P. Y. David. Déposants : Géoservices, CNRS, Supélec. « Procédé et dispositif de mesure d’un
fluide polyphasique circulant dans un conduit ». Dépôt France INPI le 8/9/2006 sous le n°: 06.07887.
Ce brevet remplace le n° 05.08349. Licence et royalties : non.
Inventeurs : A. Fourrier-Lamer, O. Dubrunfaut, J.C. Badot, E. Bondet de la Bernardie, B. Le
Briere, P.Y. David. Déposants : GEOSERVICES, CNRS, SUPELEC. “Method and device for
measuring a multi-phase fluid flowing through a pipe”. Demande d’extension internationale du brevet
n°06.07887. Dépôt le 5/9/2007, publié le 13/3/2008, WO2008029025. Licence et royalties : non.
TH.5.1.
E. Bondet de la Bernardie, « Faisabilité d’un capteur utilisant le rayonnement micro-onde pour la
mesure de concentrations dans un milieu polyphasique : application aux fluides pétroliers s’écoulant
dans un tuyau », UPMC-P6, allocation CIFRE (Geoservices), mai 2003 – septembre 2006, directeur
J.C Badot.
ACL.5.13
O. Meyer, M. Delmotte, F. Lacroix, A. Fourrier-Lamer, « Chimie de synthèse : paramètres
diélectriques de systèmes isolés et de mélanges réactionnels. I: réticulation d'une résine en présence
d'un durcisseur », Ann. Chim.-Sci. Mat., 29 (4), pp. 73-88, 2004, Impact Factor ISI WoK 2006:
0,288.
ACL.5.14
O. Meyer, S. Chevalier, R. Weil, A. Loupy, F. Maurel, A. Fourrier-Lamer, « Chimie de
synthèse: paramètres diélectriques de systèmes isolés et de mélanges réactionnels. II :
LGEP UMR 8507
127
saponification d'un ester en présence d'un catalyseur de transfert de phase », Ann. Chim.-Sci. Mat.,
29 (4), pp. 89-103, 2004, Impact Factor ISI WoK 2006: 0,288.
ACL.5.15
J.C. Badot, A. Mantoux, N. Baffier, O. Dubrunfaut, D. Lincot, “Electrical properties of V2O5 thin
films obtained by Atomic Layer Deposition (ALD)”, Journal of Materials Chemistry, 14, pp. 3411
– 3415, 2004, Impact Factor ISI WoK 2006: 4,287.
ACT.5.30. G. Leroy, J. Gest, L.K.J. Vandamme, J.C. Carru, A.F. Dégardin & A.J. Kreisler, “Influence of
thermal annealing of MgO substrate on 1/f noise of YBaCuO superconducting thin films”, SPIE 2nd
Int. Symposium on Fluctuations and Noise, Gran Canaria, Espagne (mai 2004), Présentation Poster
N° 50. SPIE Proceedings Vol. 5469, Fluctuations and Noise in Materials, D. Popovic, M.B.
Weissman & Z.A. Racz eds., pp. 369-372 (2004).
ACT.5.31. A. Gensbittel, A. Dégardin, A. Bhangale & A. Kreisler ; M. Guilloux-Viry & A. Perrin ; P. Crozat,
« Caractérisation en radiofréquences de composants coplanaires accordables à base d’hétérostructures
métal (or) / ferroélectriques (SrBi2Nb2O9) », 8èmes Journées de caractérisation micro-ondes et
matériaux (JCMM 2004), La Rochelle (avril 2004), présentation poster. Actes du Colloque pp. P22.1P22.4.
ACT.5.32. A. Dégardin, A. Gensbittel, A. Bhangale & A. Kreisler ; J. Robles & F. Weiss ; P. Crozat,
« Caractérisation radiofréquences de composants coplanaires accordables à base d’hétérostructures
métal (or) / ferroélectriques (SrTiO3) », 8èmes Journées de caractérisation micro-ondes et matériaux
(JCMM 2004), La Rochelle (avril 2004), présentation poster P23, Actes du Colloque pp. P23.1-P23.4.
ACT.5.33. O. Meyer, O. Dubrunfaut, M. Traore, R. Weil, A. Fourrier-Lamer, « Caractérisation diélectrique
large-bande avec une cellule surdimensionnée. Extension à des mesures non destructives”, 8èmes
Journées de caractérisation micro-onde et matériaux (JCMM 2004), La Rochelle, (avril 2004),
présentation poster. Actes du Colloque pp. P8.1-P8.4.
ACT.5.34. D. Prêle, G. Klisnick, G. Sou, M. Redon, A. Kreisler, C. Boulanger, “A low noise, wide-band (DC to
1 GHz), SiGe cryogeneic amplifier for characterisation of hot electron bolometers based on high Tc
superconductor”, 6th European Workshop on Low Temperature Electronics (WOLTE 6),
ESA/ESTEC, Noordwijk, Pays-Bas (juin 2004), communication orale. Proceedings ESTEC WPP.
ACT.5.35. D. Prêle, G. Klisnick, G. Sou, M. Redon, A. Kreisler, C. Boulanger, “A low noise, wide-band (DC to
1 GHz), SiGe cryogeneic amplifier for characterisation of hot electron bolometers based on high Tc
superconductor”, 19th Conf. on Design of Circuits and Integrated Systems (DCIS-2004), Bordeaux,
France (novembre 2004), présentation orale 1c2. Actes pp. 64-67, ISBN 2-9522971-0-X (2004).
COM.5.14.
A. Mantoux, J.C. Badot, N. Baffier, O. Dubrunfaut, D. Lincot, « Propriétés électriques de
couches minces de V2O5 obtenues par dépôt de couches atomiques (ALD) : étude par spectroscopie
diélectrique large bande de 40 Hz à 110 MHz », GFECI, Réunion annuelle du Groupe Français
d’Etude des Composés d’Insertion, Lacanau (mars 2004).
AFF.5.22. A.F. Dégardin, A. Gensbittel, M. Guilloux-Viry, P. Crozat, A.J. Kreisler, “Ferroelectric
SrBi2Nb2O9: an attractive material for development of microwave tunable coplanar devices”, IEEE
Applied Superconductivity Conference (ASC-2004), Jacksonville, Florida, USA (octobre 2004),
présentation poster 3EG03.
AFF.5.23. A.J. Kreisler, A. Gendron, A. Barone, A.F. Dégardin, J-C. Villégier, J-L. Thomassin, C. Boulanger,
“Fabrication of High-Tc superconducting hot electron bolometers for terahertz mixer applications”,
IEEE Applied Superconductivity Conference (ASC-2004), Jacksonville, Florida, USA (octobre 2004),
présentation poster 5EI02.
LGEP UMR 8507
128
AFF.5.24. F. Abbott, A.F. Dégardin, A.J. Kreisler, “Cross-optimization study of YBaCuO films sputtered on
LaAlO3 substrates for microwave applications”, IEEE Applied Superconductivity Conference (ASC2004), Jacksonville, Florida, USA (octobre 2004), présentation poster 3MH01.
OV.5.2.
O. Dubrunfaut, O. Meyer, R. Weil, « Caractérisation et contrôle de matériaux aux
hyperfréquences », Revue de la recherche Supélec 2004-2005, domaine Électromagnétisme et microondes, p. 61 (juin 2004).
OV.5.3.
A. Kreisler, « Nano-détecteurs ou mélangeurs pour le rayonnement terahertz », Revue de la
recherche Supélec 2004-2005, domaine Microélectronique et optoélectronique, p. 101 (juin 2004).
LGEP UMR 8507
129
3 – ENSEIGNEMENT ET FORMATION
PAR LA RECHERCHE,
INFORMATION ET CULTURE SCIENTIFIQUE
ET TECHNIQUE
LGEP UMR 8507
130
ENSEIGNEMENT ET FORMATION PAR LA RECHERCHE
Les enseignants chercheurs du LGEP se sont investis pleinement dans la création de deux filières des
universités : le master IST (Information, Systèmes et Technologie) de l’Université Paris Sud et le master SdI
(Sciences de l’Ingénieur) de l’Université Pierre et Marie Curie. Ils ont pris la responsabilité de nombreuses
unités d’enseignements en particuliers au niveau L3 et M1, une quinzaine à l’UPMC d’une trentaine d’heures
chacune et une demi douzaine de cinquante heures chacune à l’UPS. Ainsi, il a fallu bien souvent mettre en place
de nouveaux enseignements magistraux et expérimentaux et coordonner les interventions de différents
intervenants.
Pour ce qui concerne plus particulièrement les formations M2R, l’implication a été toute aussi forte
avec cependant des résultats bien différents suivant le département de recherche du laboratoire impliqué. Pour le
M2R dont la spécialité est liée à l’énergie électrique, les établissements potentiellement concernés (ENS de
Cachan, Supélec, UPS) ont décidé de la création en région parisienne d’une spécialité unique co-habilitée. Il
s’agit de la spécialité Systèmes pour l’Énergie Électrique (SEE). Le tableau ci-dessous indique pour l’ensemble
des modules de la spécialité les intervenants relevant du département MOCOSEM :
Intitulé de l’UE
Intervenants LGEP
Matériaux pour l'information à l'énergie
Y. Bernard,
P. Testé (Dépt MADELEC)
Modélisation : calcul des champs
L. Pichon
Électromagnétisme, conversion d’énergie
F. Bouillault
Dynamique des systèmes électriques
D. Diallo
Réseaux électriques
Électronique de puissance avancée
Conception et optimisation de systèmes électro-magnétiques
C. Marchand
Compatibilité électromagnétique
L. Pichon
Contrôle de structures par méthodes électromagnétiques
Y. Le Bihan
Perturbations, capteurs dans les réseaux d’énergie
Décharges électriques à pression atmosphérique et applications
Production décentralisée d’énergie et stockage
Bureau d’étude et maîtrise d’outils de simulation
X. Mininger
L. Santandréa (IE CNRS) 12h
Machines non conventionnelles
M. Hilairet
Architecture des systèmes de commande des dispositifs électriques
Commande de systèmes électriques
Modélisation multiphysique de systèmes électro-magnétiques
A.Razek (DR CNRS)
A. Bossavit, L. Daniel
Tableau 1: intervention de chercheurs du département MOCOSEM
LGEP UMR 8507
131
En ce qui concerne le département MADELEC, seuls les enseignants chercheurs de l’équipe MDMI
sont impliqués dans un M2R de l’UPMC, dans la spécialité Micro et nano-systèmes du master Sciences de
l’Ingénieur. Malheureusement les effectifs en étudiants n’ont pas conduit à l’ouverture régulière de cette
formation. Il faut dire que plusieurs établissements proposent ces spécialités voisines en région parisienne,
l’offre est donc devenue bien supérieure à la demande. Ceci n’a pas eu pour l’instant d’incidence trop fâcheuse
sur le recrutement de doctorants pour l’équipe MDMI. On ne peut en dire de même pour les deux autres équipes
du département: CE et SCM. Ces deux équipes au fort potentiel d’encadrement constituées principalement de
chercheurs CNRS ont des difficultés à faire connaître leurs thématiques aux étudiants M2R des universités
parisiennes. L’implication de plusieurs chercehurs de ces équipes dans l’enseignement à Supélec aurait du
permettre de palier les difficultés rencontrées malheureusement il n’y pas eu pour l’instant de résultats
significatifs.
Frédéric Houzé
- Cours de Physique des Solides (18h cours + 6h TD) 1ère année à Supélec Gif
CR CNRS
Jean-Paul Kleider
DR CNRS
Denis Mencaraglia
DR CNRS
Philippe Testé
CR CNRS
- Semiconducteurs pour composants (18h CM) 3ème année à Supélec Gif
- Composants à semiconducteurs (18h CM) 2 ème année à Supélec Gif
- Physique électronique des solides (6h CM) 1ère année à Supélec Gif
- Composants à semiconducteurs (6h CM) 1ère année à Supélec Gif
- Concepts quantiques pour semiconducteurs (20 CM) 3ème année à Supélec Gif
- Électricité solaire photovoltaïque (18h CM) 3ème année à Supélec Gif
- Physique électronique des solides (6h TD) 1ère année à Supélec Gif
- Technologies de visualisation par écran plat (9h CM) 3ème année à Supélec Gif
- Cours de Physique Quantique (18h) 1ère année à Supélec Gif
- Travaux dirigés de Physique du Solide (6h) 1ère année à Supélec Gif
-Travaux dirigés de Champ et propagation (6h) 1ère année à Supélec Gif
Tableau 2: intervention de chercheurs CNRS du département MADELEC à Supélec
Aux responsabilités de modules dans les filières universitaires, s’ajoutent celles de parcours ou de spécialité
comme :
•
•
•
Yves Bernard :
Frédéric Bouillault :
Cachan
Zakaria Djebour:
•
Alain Kreisler:
•
Claude Marchand :
•
Florence Ossart :
Responsable du master IST de Paris Sud 11 délocalisé à Hanoi
Responsable du magistère en IST, co-habilité Université Paris Sud / Ens de
Avril 2005 - Septembre 2006 : Responsabilité pédagogique de la licence
Sciences et Technologie mention Physique (à l’UVSQ)
Depuis Avril 2007 : Responsabilité pédagogique du Master Physique et
Applications & Sciences de l Environnement (à l’UVSQ)
jusqu’en 2006, responsable pédagogique et administratif (partiel) de l’Option
MCM de 3ème année Supélec « Microélectronique, conception et
modélisation »
Responsable de la spécialité Systèmes pour l’Énergie Électrique (SEE) du
master IST de l’UPS et du parcours professionnel (M2P GISEP) " Génie et
Intégration de Systèmes Electriques de Puissance"
Responsable du parcours " Conversion d’énergie" 3ème année du
département Electronique de l’IFIPS (Institut de Formation d’Ingénieurs de
l’Université Paris Sud)
Responsable du parcours L3 « Physique Générale et Applications »
Notons également l’implication forte du laboratoire dans la formation doctorale de l’Université Paris Sud,
puisqu’Adel Razek est :
Conseiller aux thèses et habilitations à diriger des recherches à l'Université
Paris-Sud.
Directeur-adjoint de l'école doctorale "Sciences et Technologies de
l'Information, des Télécommunications et des Systèmes" STITS de
l'Université Paris-Sud.
LGEP UMR 8507
132
Pour terminer, précisons que l’ensemble du personnel permanent participe également à la formation puisque les
ITA interviennent dans des filières au caractère professionnalisant principalement au niveau bac+2 :
IUT GTR (Vélizy)
- Electronique analogique et Info Industrielle (65 hTD)
Richard Andlauer
(T CNRS)
Eric Berthelot
IFIPS
- Optronique Paris sud (21 h TP)
IUT mesures physiques d'Orsay
- Electronique (105 h TP)
(IE CNRS)
Pascal Chrétien
IUT Génie Electrique & Info Industrielle
- Etudes et réalisations (60h)
IFIPS
- Programmation Système sur PC (50h hTD)
(IE CNRS)
Thierry Leblanc
IUT GE et II (Evry)
- Electronique analogique (65 h TD)
(IE CNRS)
Guilhem Savel
DEUST EMI
- Cours d'administration windows (14h CM)
- Cours de réseau (13h)
(IE CNRS)
DIFFUSION DE L’INFORMATION SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE
1. Responsabilité au sein des GdR
•
Francisco Alves
•
Frédéric Bouillault,
•
Annick Dégardin
•
Demba Diallo
•
•
Frédéric Houzé
Alain Kreisler
•
Claude Marchand,
2006
Lionel Pichon,
•
Co-animateur du groupe thématique « Imagerie&Inversion » du GdR
ONDES depuis janvier 2006
responsable du GdR ME2MS de la communauté de génie électrique jusqu’à
fin 2005
Président du conseil scientifique du GdRSEEDS depuis 2006
représentante du LGEP au GDR « Films ferroélectriques et applications »
depuis 2003.
Co animateur de l'axe Commande & Diagnostic du pôle Méthode et
méthodologie du GdR SEEDS et co animateur du groupe CE2 de l'inter
GDR SEEDS & MACS
représentant du LGEP au GDR « Micro-nano systèmes » depuis 2007.
représentant du LGEP au GDR « Nouveaux états électroniques de la
matière », depuis 2003
co-animateur du socle Méthodes et Méthodologies du GdR SEEDS depuis
co-animateur du groupe thématique Modélisation du GdR ONDES
2. Editeur associé des journaux :
•
•
•
Frédéric Bouillault
Demba Diallo
Adel Razek :
•
Said Zouhdi
LGEP UMR 8507
Revue Internationale de génie électrique (rédacteur adjoint)
IEEE Transactions on Vehicular Technology
The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and
Electronic Engineering COMPEL
The European Physical Journal EPJ Applied Physics
Membre de l’Editorial Board (membre fondateur) du journal
METAMATERIALS, Elsevier, ISSN: 1873-1988.
133
3.Comités Scientifiques Permanents (Steering committees) des Conférences internationales :
•
Frédéric Bouillault,
•
Adel Razek
membre depuis 2000 du comité scientifique de la conférence Matériaux pour
le Génie Electrique (MGE)
International Conference on Computation in Electromagnetics CEM
International Symposium on Electromagnetic Fields in Electrical Engineering
I.S.E.F.
International Workshop on Electromagnetic Non Destructive Evaluation
E'N.D.E.
International Symposium on Applied Electromagnetic an Mechanics I.S.E.M.
International W.S. on Electric & Magnetic Fields E.M.F.
Conférence Européenne sur les Méthodes Numériques en Electromagnétisme
NUMELEC
4. Participation à des comités scientifiques de colloques
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
« JCMM » : O. Meyer, membre depuis 2002 du Comité scientifique du colloque national « Journées de
caractérisation micro-onde & matériaux », organisé tous les 2 ans (80 à 100 participants).
« OHD » : A. Dégardin, membre depuis 2000 du Comité scientifique du colloque international
« Hertzian Optics and Dielectrics / Optique hertzienne et diélectriques », organisé tous les 2 ans (80 à
100 participants).
Metamaterials'2007, Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics. Said
Zouhdi (membre du Steering Commitee)
CEFC : Adel Razek, Frédéric Bouillault, Lionel Pichon membres du comité scientifique de la
conférence Biennial Conference on Electromagnetic Field Computation
COMPUMAG : Adel Razek, Frédéric Bouillault, Lionel Pichon membres du comité scientifique de la
conference International Conference on the Computation of Electromagnetic Fields
International Conference on Electrical Machines ICEM : Adel Razek membre du comité scientifique
ICD : Jean-Paul Kleider, membre du comité scientifique de la conférence internationale "International
Conference on Dielectrics" organisée à Saint-Pétersbourg en 2008.
CETSIS : F. Bouillault, C. Marchand, membres du comité international de programme du Colloque sur
l'Enseignement des Technologies et des Sciences de l'Information et des Systèmes.
JCGE : Demba Diallo (08), Claude Marchand (Æ08) membre du comité scientifique du Colloque des
Jeunes Chercheurs en Génie Electrique.
ICEC 2008 International Conference on Electrical Contacts, St Malo 9-12 june 2008, 250 participants,
S. Noël, R. Meyer, F. Houzé, Ph. Testé, O. Schneegans, A. Razek.
5. Organisation de colloques et de séminaires scientifiques
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
« WMSCI 2005 » : A. Dégardin et A. Kreisler, World Multiconference on Systemics, Cybernetics and
Informatics, Orlando (USA, juillet 2005), organisation d’une session orale « Superconducting Infrared
and Terahertz Sensors », 30 participants.
ISSTT 2006 : A. Kreisler et A. Dégardin, membres du comité local scientifique de « International
Symposium on Space THz Technology », Paris (mai 2006), 120 participants
« NTTI 2007 » : A. Kreisler, A. Dégardin, O. Meyer et A. Gensbittel, organisation d’une école d’été
européenne « New Trends in Terahertz Imaging » (Paris, juillet 2007), 50 participants.
MIOMD 2005 : L. Pichon co-organisateur d’une école d’été « Méthodologies de l’Inversion des Ondes
et Modèles Directs » (Supélec, septembre 2005), 50 participants.
Journées Utilisateurs AFM : F. Houzé, O. Schneegans, P. Chrétien, co-organisateurs (avec VeecoEurope), Supélec-Gif, 9-10 novembre 2006, 50 participants
ACES 2007 : L. Pichon, organisation d’une session orale Advanced EMC Modeling, 30 participants
CEM 2008 : L. Pichon, membre du comité d’organisation
Colloquium: IET- Reliability in Electromagnetic Systems, 24-25 may 2007, Paris, France.
Organisation: Departement MOCOSEM
NATO Advanced Research Workshop: Metamaterials for Secure Information and Communication
Technologies, 7-10 mai 2008, Marrakech, Morocco. Responsable scientifique : Said Zouhdi
ICEC 2008 International Conference on Electrical Contacts, St Malo 9-12 june 2008, 250 participants,
l’équipe Contacts Electriques compose le Comité Organisateur conjointement avec l’équipe « Contacts
Électriques » de Rennes.
LGEP UMR 8507
134
6. Responsabilité en liaison avec l’activité de recherche
•
Frédéric Bouillault
Expert ANR, AERES (formation master)
Membre du comité de pilotage du RTRA Triangle de la Physique
•
Annick Dégardin,
Expert pour le Fonds Québecois pour la Recherche (1 projet), ANR
(programme STOCK-E, 1 projet).
•
Frédéric Houzé
Membre du bureau de l’axe transversal « Instrumentation à ses limites du
RTRA Triangle de la Physique
•
Alain Kreisler,
Expert pour le Fonds Québecois pour la Recherche (1 projet), ANR
(programmes blanc et PNANO, 8 projets), AERES (2 unités de recherche),
Région (2 projets).
•
Jean-Paul Kleider :
Membre du Steering Committee du projet européen "HETSI" depuis février
2008.
Expert auprès du Conseil Régional de Picardie en 2007.
Expert auprès de l'ANR depuis 2007.
•
Denis Mencaraglia :
•
•
Sophie Noël
Adel Razek :
Membre de la section 8 − Micro et nano−technologies, électronique,
photonique
électromagnétisme, énergie électrique du Comité national du CNRS
Membre de l'instance Groupe d'Analyse sur les Structures et les Ressources
Photovoltaiques−PrÉnergie [CNRS]
Membre de l'instance Comité pilotage du réseau NANORGASOL de la
MRCT (Mission ressources et compétences technologiques [CNRS]
Expert auprès de l'ANR et de la Région Rhônes-Alpes.
Expert auprès de l’ANR depuis 2005
En 2007 sur invitation du président de la fondation de science et de
technologie FCT portugaise a composé et présidé un comité international
d’évaluation scientifique de l’ensemble des unités de recherche (26) dans le
domaine des STIC (Electrical and Computer Engineering) dépendant de la
FCT. Ces évaluations se sont déroulées en 2007 et 2008.
Président du Comité André BLONDEL (2004-2007)
Membre - Executive Team, Electromagnetics T.P. Network, IET (IEE, UK)
(2005 =>)
En 2005 a été expert extérieur auprès de S.F.S.R. Suède
En 2006 a été expert extérieur auprès de H.U.T. Finlande
Depuis 2005 expert auprès de l’ANR
•
•
•
Philippe Testé
Expert auprès de l’ANR depuis 2008
Said Zouhdi :
Membre du Steering Committee de l'"European Doctoral Degree
Programmes on Metamaterials".
7. Autres
• Dégardin, « Élaboration et optimisation de couches minces supraconductrices haute Tc », Revue de la
recherche Supélec 2006-2007, domaine Microélectronique et photonique, p. 103 (juin 2006).
• O. Dubrunfaut, O. Meyer, R. Weil, « Caractérisation et contrôle de matériaux aux hyperfréquences »,
Revue de la recherche Supélec 2004-2005, domaine Électromagnétisme et micro-ondes, p. 61 (juin 2004).
• Kreisler, « Nano-détecteurs ou mélangeurs pour le rayonnement terahertz », Revue de la recherche
Supélec 2004-2005, domaine Microélectronique et optoélectronique, p. 101 (juin 2004).
LGEP UMR 8507
135
• Denis Mencaraglia, Anne Migan-Dubois et Zakaria Djebbour, « Cellules solaires en couches minces
CIS électrodéposées », Revue de la recherche Supélec 2004-2005, p. 99 (juin 2004).
• O. Schneegans, A. Moradpour, L. Boyer, P. Chretien, « Nanomodifications à la surface de conducteurs
moléculaires », Revue de la recherche Supélec 2006-2007, domaine Énergie, p. 43 (juin 2006).
• Ph. Testé, T. Klonowski, R. Andlauer, T. Leblanc, « Coupure de fortes intensités sous une tension
continue » Revue de la recherche Supélec 2004-2005, domaine Électrotechnique et Génie Électrique, p. 45
(juin 2004).
• Jean-Paul Kleider et Alexander Gudovskikh, « Cellules solaires à hétérojonctions de silicium », Revue
de la recherche Supélec 2004-2005, domaine Microélectronique et photonique, p. 101 (juin 2006).
• S. Zouhdi, « Homogénéisation de Métamatériaux Chiraux », Revue Recherche Supélec, 2006-2007.
• F. Alves, J-B. Desmoulins Aimants permanents pour la conversion d’énergie. Caractéristiques
physiques et électromagnétiques Revue 3EI (Enseigner l’Electrotechnique et l’Electronique Industrielle)
n°41 (2005) pp.17-25.
• F. Alves, J-B. Desmoulins, C. Ollier Matériaux magnétostrictifs : applications industrielles et
exploitations pédagogiques Revue 3EI (Enseigner l’Electrotechnique et l’Electronique Industrielle) n°47
(2006) pp.8-17.
• Y. Bernard, « Approche illustrée des bases de l’électronique », Cetsis’07, pp. 20, 29-31 Novembre 07,
Bordeaux.
• Y. Bernard, « Approche illustrée des bases de l’électronique », J3eA Journal sur l’enseignement des
sciences et technologies de l’information et des systèmes, 1005, Vol. 7 No. HORS SÉRIE 1 (2008).
• M. Benbouzid et D. Diallo, “Logiciel de Prototypage d'Eoliennes sous Matlab/Simulink® réalisé dans
le cadre de projets pédagogiques”, Journal sur l'enseignement des sciences et technologies de l'information
et des systèmes, 2007.
• Cédric Jaouen, Erik Lacombe, Olivier Béthoux et Jean-Paul Kleider, “Etude didactique des systèmes
photovoltaïques – optimisation thermique et électrique”, Revue 3EI, n°52, pages 59 à 72, mars 2008.
8. Prix et distinction:
•
Annick Dégardin : Grand Prix de l’Électronique du Général Ferrié, décerné par des intervenants
majeurs des industries de l’électronique en décembre 2006
•
Frédéric Bouillault : membre émérite de la Société de l’électricité, de l’électronique et des Technologies
de l’Information et de la Communication depuis décembre 2006.
•
Demba Diallo : membre senior de la société savante IEEE depuis 2005
•
Alain Kreisler : membre senior de la Société de l’électricité, de l’électronique et des Technologies de
l’Information et de la Communication depuis décembre 2006
•
Nicolas Galopin : prix de thèse Gudefin 2008 (Club EEA, section Electrotechnique)
•
Hala Hanoun : le prix "student scholarship recipient", conférence ISIE 2007
•
Sunyoto : prix Mahar Schutzenberger (prix du chercheur indonésien), décerné par l’ambassade
d’Indonésie à Paris en Mai 2006.
LGEP UMR 8507
136
4 – ACTION DE FORMATION PERMANENTE DES
PERSONNELS DE L’UNITE
LGEP UMR 8507
137
Au cours des années 2005 2008 le personnel du laboratoire a bénéficié de soixante deux formations en
adéquation avec les souhaits demandés (sans prendre en compte les formations SST, hygiène & sécurité). Pour
mettre en relief les différents thèmes nous avons recensé et regroupé par affinité:
-
Les formations liées à administration et la gestion du laboratoire, elles représentent 40 % des formations
effectuées;
Les formations de nature scientifiques et techniques liées aux thèmes de recherche (24 %);
Les formations liées au secourisme, à l'hygiène et la sécurité (8%);
Les formations liées à l'informatique: l'administration réseau, langages informatiques,… (13%);
Les formations appliquées aux langues telles que le Français, l'Anglais (15 %).
-
Années
2005
2006
2007
2008
Total
Formations
Langues
Formations
SST
Hygiène et sécurité
Formations
Techniques
Scientifiques
3
4
2
0
12
1
1
2
1
5
2
2
3
8
15
Formations
liées à
Formation
liée à
l'administration,
gestion du
l'informatique….
.
laboratoire: Xlab,
…
12
2
9
1
1
3
3
2
34
9
Total
20
17
11
14
62
Regroupement des formations par affinité
Regroupement des Formations par affinité
Formation
liées à
l'informatique,….13%
Formations langues
15%
Formation SST
Hygiène & Sécurité
8%
Formations
liées à l'administration
Xlab,…..40%
formation T echniques
et scientifiques 24%
Part des différentes formations regroupées par affinité
La formation liée au pôle administratif représente la part la plus importante (40%). Celle-ci est principalement
due à la règlementation financière, comptable et celle des ressources humaines qui sont en constante évolution. Il
faut aussi considérer que la mise en place de l'outil comptable du CNRS (BFC), celui de l'Université Pierre et
Marie Curie (SIFAC) ainsi que la formation sur XLAB de deux nouveaux entrants au service administratif
représentent également une part importante de la formation.
LGEP UMR 8507
138
Les formations techniques et scientifiques sont en nette progression sur 2008. Cette situation est en
adéquation avec les orientations prises par les différentes équipes de se doter de nouveaux outils de calculs et de
simulation (équipe CE simulation modélisation) ainsi que de nouvelles méthodes d'analyses expérimentales liées
aux développement des thèmes de recherche (équipe SCM spectromètrie).
La formation liée aux langues représente également une part importante. Cette tendance est due à la volonté du
personnel permanent du laboratoire à maîtriser l'anglais, langue indispensable pour accueillir un nombre
croissant de doctorants ou post-doctorants étrangers au cours des quatre années.
D'autre part réciproquement nous avons aussi une forte demande de la part des doctorants ou post-doctorants
étrangers pour la langue Française.
La formation en informatique représente 13% de la formation qui au cours des quatre années se maintient à un
rythme soutenu. Cette situation est due en partie à l'évolution de la technologie (nouveaux matériels réseaux)
ainsi qu'à l'aspect organisationnel de la sécurité des systèmes d'information et de l'augmentation du nombre de
personnes (chercheurs et doctorants)
Enfin la formation Sauveteur Secouriste du Travail et Hygiène et sécurité représente 8% de la formation
(constante sur les quatre années). Celle-ci est obligatoire et repose sur les décisions de la commission Hygiène
et Sécurité du laboratoire qui incite les personnes impliquées à se former régulièrement.
LGEP UMR 8507
139
5 – HYGIENE ET SECURITE
LGEP UMR 8507
140
Le Comité Spécial d’Hygiène et de Sécurité (C.S.H.S) est composé de huit membres, dont un Agent
Chargé de la Mise en Œuvre (A.C.M.O). Une relation permanente est établie avec le Comité d’Hygiène et de
Sécurité (C.S.H.S) du C.N.R.S de Gif-Sur-Yvette (Mme Lecêtre-Roland). Une collaboration avec le Comité
d’Hygiène et de Sécurité et des Conditions de Travail (C.H.S.C.T) de l’Ecole Supérieure d’Electricité
(SUPELEC) a été mise en place. Afin d’accroître nos compétences en matière d’hygiène et de sécurité, nous
participons aux réunions de ces commissions.
Risques spécifiques rencontrés dans l’unité :
Les salles du laboratoire sont classées en quatre catégories : salles sans risques (bureaux, bibliothèque, salles
de réunion…), salles à risques modérés (expérience « standard »), salles dangereuses (équipements de type
laser, sources haute tension, présence de risques chimiques…), locaux techniques dangereux (poste de
transformation électrique, local de production de gaz comprimés, atelier mécanique, etc.). Un code de
couleurs est utilisé pour la classification de ces catégories. Le type et la catégorie de risque sont signalés sur
la porte des salles d’expériences.
1. Dispositions mises en œuvre en fonction des risques
Un registre d’hygiène et sécurité est à la disposition du personnel du laboratoire. Y sont consignées
les remarques et suggestions des agents. Les horaires de travail sont adaptés aux différentes catégories de
risques. Le travail dit en « solitaire » est conditionné par le règlement intérieur. L’accès à certaines machines
de l’atelier est interdit à tout personnel non qualifié. Les nouvelles expériences sont soumises à certaines
vérifications de base (électrique, hydraulique, pneumatique…). Un enlèvement périodique des déchets
chimiques est assuré par le Service Hygiène et Sécurité de l’Université Paris-Sud.
2. Formation des nouveaux entrants
Un exemplaire du règlement intérieur est remis à chaque nouvel entrant. Pour les nouveaux agents C.NR.S,
une formation initiale est prévue au niveau de la délégation (par l’intermédiaire de notre correspondant
formation). Le personnel « ancien » assure la formation sur site.
3. Accidents et incidents dans l’unité
Aucun accident ou incident n’a été recensé depuis 2004.
4. Travail effectué sur la période 2005-2008
¾
Atelier de mécanique : L’espace de travail a été modifiée. Il est divisé en deux parties : la première
étant destinée à la fabrication mécanique, la deuxième dédiée au
bureau d’etude. Cette transformation était nécessaire, elle permet
d’éviter les nuisances sonores lors de l’étude des systèmes
mécaniques.
Le matériel d’éclairage a été remplacé dans les deux parties de l’atelier.
Il est ainsi plus homogène.
¾
(902,901,304,412) : Les tableaux de distribution électrique ont été remplacés par des
modèles avec protection différentielle.
Salle « chimie » (908) : Des containers destinés au recyclage des cartouches d’encre, des piles et
des accumulateurs usagés ont été achetés et installés.
¾
Salle
LGEP UMR 8507
141
¾
Salle (308,502) :
Une signalisation lumineuse asservie au fonctionnement des lasers a
été installée à l’extérieur de ces salles. Des lunettes de protection sont
disponibles et obligatoires pour l’accès à ces expériences.
¾
Toilettes :
Les quatre pièces ont été restaurées. La plomberie a été modifiée afin
d’éviter les mauvaises odeurs recurentes. Une de ces pièces a été
adaptée aux personnes à faible mobilité.
¾
Hall d’essais :
Le hall d’essais a été transformé. Il permet maintenant de recevoir
quatre expériences entièrement indépendantes d’un point de vue
alimentation électrique et surface de travail. Les tableaux électriques ont
été adaptés aux exigences actuelles (protection des personnes et
puissance adaptée aux expériences). La porte d’accès a été remplacée
par un modèle isolé et plus pratique pour l’utilisateur.
¾
Accès principal:
L’escalier d’entrée principal du laboratoire a été modifié. Il est
maintenant associé à une pente douce pour personne à mobilité
réduite.
5. Problèmes de sécurité qui subsistent et moyens envisagés pour les résoudre
Malgré tout le travail déjà effectué au niveau de l’hygiène et de la sécurité (mise aux normes des
machines-outils, gestion des déchets chimiques, signalisation des dangers…), les réunions du C.S.H.S ont
permis de mettre en avant les points suivants :
¾
¾
¾
¾
¾
Atelier de mécanique : L’usinage des matières premières engendre des fumées et des odeurs
désagréables. Il nous paraît donc nécessaire d’installer un système
d’extraction et de renouvellement d’air dans cette pièce.
Toutes salles expériences: Les salles d’expériences contenants des bouteilles de gaz sous pressions
devront être dotées de ventilations hautes et basses. La rénovation des
tableaux électriques se poursuivra en fonction des possibilités financières
du laboratoire.
Des personnes volontaires devront passer l’habilitation pour la conduite
Pont roulant :
du pont roulant.
Une personne devra suivre le stage de P.C.R.P (Personne Compétente en
Radioprotection :
Radioprotection) au CNRS.
Une zone destinée au stockage provisoire des déchets electriques et
Parking :
mécaniques devra être mise en place sur le parking. Cette zone sera
sécurisée avec des barrières amovibles.
¾
Le C.S.H.S est composé de la façon suivante :

LGEP UMR 8507
Le directeur du laboratoire: M. F. Bouillault
Un chercheur : M. P.Testé
Un enseignant chercheur : Mlle Annick Dégardin
Six I.T.A : Mlle A. Brezard-Oudot, M. P.Chrétien,
A.Poizat, M. E.Berthelot et M. R.Andlauer (A.C.M.O).
M. E.Blanc, M.
142
RÈGLEMENT INTÉRIEUR
RELATIF AUX HORAIRES ET À LA SÉCURITÉ AU L.G.E.P.
-Décembre 2002ANNEXE I
Aspects liés à la sécurité au LGEP
Ia. Définition des horaires :
On distinguera, pour réglementer l'accès aux salles, les horaires d'ouverture du laboratoire et les horaires de
travail.
Horaires d'ouverture :
En dehors des périodes de fermeture dont les dates sont annoncées par affichage,
Le laboratoire est ouvert du lundi au vendredi de 8 h 00 à 19 h 30.
L'accès au LGEP est interdit en dehors de ces horaires. En conséquence, toute personne possédant un "passe" et
venant travailler au LGEP pendant la nuit, le week-end ou les vacances enfreint la présente réglementation (cf.
§2 alinéa 2.2. du règlement).
Horaires de travail :
Les horaires officiels de travail au LGEP sont, du lundi au vendredi,
8 h 30 – 17 h 30.
N.B.1- Dans le cadre de l’ARTT, ces horaires impliquent une pause méridienne de 1 h 18.
N.B.2- Les horaires ci-dessus concernent le personnel du laboratoire (ensemble des permanents et non
permanents). Ils ne s'appliquent pas aux personnes extérieures qui peuvent avoir un travail à effectuer dans nos
locaux hors des créneaux définis précédemment et relèvent de leur propre employeur (exemple : personnel de
ménage, peintres, jardiniers, etc.).
Ib. Recensement, pièce par pièce, des risques de toute nature existant au laboratoire et classement des salles sur
une échelle de danger à trois niveaux :
Niveau 1 = salle considérée comme non dangereuse ( ex : bibliothèque, bureaux )
Niveau 2 = salle présentant des risques modérés (ex : salle d’expériences "standard" )
Niveau 3 = salle potentiellement dangereuse ( ex : atelier, salle d’expériences "haute tension")
Un plan du laboratoire traduisant ce classement par des couleurs facilement identifiables doit être affiché avec le
présent règlement sur les différents panneaux disponibles. Par ailleurs, chaque pièce classée en niveau 2 ou 3
doit faire l'objet d'un affichage spécifique sur sa porte rappelant le niveau de danger et la nature de ce danger.
Enfin, le classement des salles doit être actualisé périodiquement (typiquement tous les 6 mois) et les éventuelles
modifications répercutées sur l'affichage.
N.B. 1 - La liste des salles classées dangereuses (niveau 3) à la date du présent règlement est donnée en fin de
cette annexe.
N.B. 2 - Les locaux techniques dangereux : poste de transformation, pièce 601 (compresseurs), pièce 602
(tableaux de distribution électrique), n'entrent pas dans le classement, car leur accès est déjà strictement réservé à
des personnes habilitées.
Compte tenu de l'absence de précision des textes juridiques dans ce domaine, on a retenu les règles suivantes:
LGEP UMR 8507
143
Ic. Réglementation des horaires d’accès aux salles, destinées à délimiter strictement le travail en solitaire :
Pour les pièces classées en niveau 1, les heures et les conditions d'accès ne sont pas réglementées dans la plage
des horaires d'ouverture du laboratoire.
Pour les pièces classées en niveau 2, le travail "en solitaire" est autorisé pendant les horaires officiels de travail.
En dehors de ces heures, et dans la limite des horaires d'ouverture du laboratoire, la présence de deux personnes
par salle est obligatoire.
On tolérera toutefois la présence d'une seule personne par salle dans le cas où deux personnes travaillent
simultanément, porte ouverte, dans des pièces débouchant dans la même portion de couloir (c'est-à-dire entre
deux portes coupe-feu consécutives).
Pour les pièces classées en niveau 3, l'accès aux équipements dangereux spécifiés par l'affichage local est
strictement limité aux horaires de travail et la présence d'au moins deux personnes pour l'exécution d'une tâche
est impérative. La seule exception à ce dernier principe concerne l'atelier, où la législation admet que, sur des
machines en conformité avec les normes CE, un professionnel peut travailler seul.
En-dehors des heures de travail, les locaux de niveau 3 doivent être fermés à clé et tout accès aux équipements à
haut risque est interdit. L'accès à des activités de risque moindre (niveaux 1 et 2) éventuellement présentes dans
les mêmes locaux est autorisé dans les limites précisées plus haut pour ces risques.
Les pièces de niveau 3 appartenant aux "Services Généraux" et connaissant une fréquentation importante
(atelier, chimie), font de surcroît l'objet de dispositions particulières décrites en fin de cette annexe.
Id. Mise en conformité des installations
Après enquête auprès des autorités compétentes du CNRS, il ressort que notre laboratoire est soumis pour ce
qui concerne la sécurité à la "réglementation relative aux plates-formes d'essais" (arrêté du 13/12/1988) ainsi
qu'à la réglementation spécifique aux installations électriques (décret n'88-1056 du 14/11/1988). Sous couvert
des responsables d'équipes, les salles présentant des risques (c'est-à-dire classées en niveau 2 et 3) doivent
être dotées des principales protections et/ou signalisations recommandées par cette législation.
Ie. Diffusion et application du présent règlement
Il appartient au directeur du laboratoire et aux responsables d'équipes de faire connaître à l'ensemble du
personnel placé sous leur responsabilité le présent règlement et de veiller à sa stricte application. Une
attention toute particulière doit être portée aux personnes non-permanentes (étudiants stagiaires, personnel en
contrat à durée limitée) dont le nombre au LGEP s'accroît constamment. Ainsi veillera-t-on à remettre à
chaque nouvel arrivant un exemplaire du présent document.
If. Surveillance des problèmes relatifs à la sécurité
Notre laboratoire, de par sa taille, doit se doter sur le plan de la surveillance locale de deux instances:
¾

Un Comité spécial d'hygiène et de sécurité (CSHS) : Il est chargé d'étudier régulièrement, en
concertation avec le directeur de l'unité, les problèmes de sécurité rencontrés et de proposer les mesures
à mettre en œuvre. Il est composé de la façon suivante :
Le directeur du laboratoire : M. F. Bouillault
Un chercheur : M. Ph. Testé
Un ensignant chercheur : Mlle A. Degardin
Six I.T.A : Mlle A. Brezard-Oudot, M. P.Chrétien, M. E.Blanc, M. A.Poizat, M. E.Berthelot et M.
R.Andlauer (A.C.M.O).
Un Agent chargé de la mise en œuvre des règles d'hygiène et de sécurité (ACMO) : Sa mission, extrêmement
vaste, consiste à se tenir au courant de l'évolution des obligations réglementaires, à veiller "au jour le jour" à leur
application dans l'unité et à servir d'interface entre les interlocuteurs de l'administration et le CSHS.
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Liste des salles classées dangereuses (niveau 3) :
Hall (côté nord) Haute tension - Équipe CE
Hall (côté sud)
Pile à combustible - Équipe COCODI
Salle 801
Atelier - SG
Salle 806
Actionneurs électriques - Équipe COCODI
Salle 404
Haute tension et fort courant - Équipe CE
Salle 412
Fort courant et haute temperature - Équipe CE
Salle 908
Chimie – SG
Salle 901
Machine de traction et compression - Équipe COCODI
Dispositions particulières relatives à l'atelier
La scie à ruban, la fraiseuse DUFOUR, les tours CAZENEUVE et CROUZET, la scie alternative et les deux
meuleuses sont strictement réservés à des professionnels.
La fraiseuse SYDERIC, les deux perceuses à colonne, la cisaille, ainsi que l'outillage portatif, peuvent être
utilisés par des non-professionnels, à condition que ceux-ci aient reçu une formation spécifique par un
professionnel et respectent les recommandations affichées près des machines.
Toute personne, professionnelle ou non, travaillant sur une machine, fixe ou portative, doit être porteuse des
équipements de protection adéquats.
Dispositions particulières relatives à la salle de chimie
Information :
Chacune des trois équipes utilisatrices (CE, MDMI, SCM) doit désigner un "interlocuteur chimie" servant
d'interface entre les utilisateurs et les deux responsables de la salle (Alain KREISLER, Denis
MENCARAGLIA). À titre préventif, tout utilisateur devra prendre connaissance des affiches d'information
apposées dans la salle (risques présentés par les solvants usuels, contact avec des produits dangereux, brûlures,
projection dans les yeux, etc.).
Ventilation :
Le fonctionnement de la hotte à bas régime (régime par défaut : 20 Hz) permet une ventilation permanente de la
salle. Ne pas l'interrompre. En cas d'utilisation à un régime supérieur, ramener la ventilation au régime
minimum en quittant la salle.
Rangement :
Les solvants sont stockés dans l'armoire jaune (spécialisée).
Les autres produits sont stockés dans l'armoire blanche à six tiroirs verticaux de la façon suivante :
- 4 tiroirs spécifiquement affectés aux équipes utilisatrices ;
- 2 tiroirs banalisés.
Les produits doivent être replacés après utilisation dans les tiroirs appropriés.
Le matériel utilisé doit être nettoyé par les moyens ad hoc, laissé propre pour les utilisateurs suivants et rangé
dans l'armoire vitrée. En aucun cas les paillasses et la hotte ne doivent redevenir les dépotoirs qui faisaient la
triste réputation de l'ancienne salle de chimie.
Déchets :
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Les produits à jeter doivent être versés dans les conteneurs appropriés (uniquement ceux fournis par l'université
Paris-Sud) et clairement identifiés (solvants chlorés, solvants non chlorés, huiles, acides, bases, etc.).
La salle de chimie ne doit en aucun cas être utilisée pour entreposer ou se débarrasser de produits ou matériels en
provenance d'autres salles.
En cas d'accident :
1)
2)
Appliquer les premiers soins d'urgence selon les prescriptions de l'affichage.
Prévenir le SAMU (0 15) ou les pompiers (0 18) : poste téléphonique d’urgence (à côté de la salle 713).
Liste des personnes ayant une formation spécifique en matière de sécurité
SECOURISME:
Françoise RICHARD
LUTTE CONTRE L’INCENDIE :
CERTIFICATION MOYENNE TENSION:
Richard ANDLAUER
Philippe TESTE
RAPPEL IMPORTANT
POUR TOUT SECOURS D'URGENCE, COMPOSEZ LE 112.
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