ESSENZO

Introduction

Les ondes acoustiques ultrasonique sont utilisées depuis de nombreuses années dans le monde industriel à des fins variés comme notamment le nettoyage ultrasonique ou la mélange des fluides.  Les gammes de fréquences utilisées dans ces différentes applications vont de quelques dizaines de kHz à plusieurs MHz. De même dans l’agroalimentaire, il a été montré récemment que l’on pouvait réaliser une émulsion stable d’une phase lipidique dans une phase aqueuse, sans aucun agent d’émulsification en utilisant des ultrasons puissants à quelques MHz. Le GREEN a été associé à ce travail en réalisant une alimentation d’une quarantaine de Watts fonctionnant à 1,7 MHz. Depuis le laboratoire travaille sur le développement des modules d’alimentation plus performants qui pourront également couvrir toute la gamme de fréquence 1-3 MHz.

Objectifs

Les travaux du GREEN se placent dans ce contexte et concernent l’étude d’architectures d’électronique de puissance permettant l’alimentation de multiples transducteurs piézoélectriques fonctionnant dans la gamme de fréquence 1-3 MHz.

Les montages classiques pour alimenter les transducteurs piézoélectriques dans cette gamme de fréquencefonctionnent en mode linéaire et ont un rendement électrique faible. De même ces alimentations linéaires ne peuvent pas assurer un bon suivi de fréquence de résonance des charges piézoélectriques, ainsi la puissance électrique transmise à la charge n’est pas optimale. Pour remédier aux limitations des modules d’alimentations classiques, GREEN travaille sur le développement des alimentations à découpage haute-fréquence pour assurer un rendement électrique porche de 100 %. De mêmeles chercheurs du laboratoires travaillent sur les différentes méthodes de suivi de résonance des charges piézoélectriques. Par ailleurs le laboratoire s’intéresse également au comportement et la modélisation électrique des transducteurs piézoélectriques à vide et en charge.

Problématiques scientifiques

• L’alimentation de puissance qui doit être capable d’alimenter plusieurs dizaine de pastilles piézoélectriques  voir une centaine tout en assurant un réglage en amplitude,
• L’architecture du convertisseur qui doit permettre un fonctionnement dans une gamme de fréquence large (1-3 MHz),
• Le suivi en fréquence de résonance des transducteurs utilisés en fonction de différentes conditions de fonctionnement,
• Modélisation du comportement électriques des charges piézoélectriques submergé par un milieu liquide.

Contact

Bernard DAVAT : bernard.davat@univ-lorraine.fr
Bruno DOUINE : bruno.douine@univ-lorraine.fr