Ces dernières années, l’utilisation des électrolyseurs pour produire proprement et efficacement de l’hydrogène à partir de sources d’énergie renouvelables (éolien, solaire) a profité d’un intérêt croissant de la part des chercheurs et également des industriels. De même que les piles à combustible, les électrolyseurs ont besoin de convertisseurs DC/DC [1]. Généralement, les électrolyseurs exigent une faible tension continue afin de produire de l’hydrogène à partir d’eau dé-ionisée, pure ou distillée. Pour cette raison, les convertisseurs DC/DC buck sont généralement utilisés [2].
Pour des applications électrolyseur, les convertisseurs DC/DC doivent répondre à de nombreuses problématiques en termes d’efficacité énergétique, de compacité et de réduction de l’ondulation de courant de sortie. Les ondulations de courant générées par les convertisseurs DC/DC peuvent conduire à des dégradations à long terme sur les électrolyseurs et par conséquent réduire leurs durées de vie [3]. En outre, la disponibilité et la fiabilité des convertisseurs DC/DC restent une préoccupation majeure afin que les systèmes multi-sources puissent garantir un haut niveau d’autonomie [3].
Dans les systèmes multi-sources, le bus DC de gestion des flux d’énergie est généralement une haute tension de quelques centaines de volt. Etant donné que l’électrolyseur doit être alimenté en tension très faible, le convertisseur DC/DC d’interface doit présenter un haut rapport de conversion [4].

A l'heure du véhicule électrique ou hybride, et des énergies renouvelables, les contraintes d’encombrement, d’efficacité et d’autonomie sont d’autant plus légitimes. Il est par conséquent fondamental, dans ce type d'applications, d'utiliser l'énergie produite ou stockée avec des rendements très proches de l'unité. Dans ce contexte, nous nous intéressons par cette thèse à deux critères, à savoir l'efficacité et la compacité des dispositifs de conversion électronique de puissance.
Le matériau semi-conducteurs SiC est considéré comme l’avenir pour la réalisation de convertisseurs à haut rendement. Un tel matériau autorise une montée en fréquence de découpage et par conséquent une réduction de l’encombrement des éléments passifs. En revanche, la vitesse de commutation de ces composants peut engendrer des problématiques liées à la CEM. Pour y remédier, plusieurs pistes seront envisagées, parmi lesquelles le traitement par la commande, le dimensionnement de filtres CEM (entrée et sortie) ou encore l’intégration de circuits quasi-résonants. Le critère de compacité devra être pris en compte au cours de l’étude pour aboutir à la conversion optimale.

Le carbure de silicium, matériau semiconducteur du futur, est doté de deux propriétés très intéressantes pour la réalisation de convertisseurs électroniques de puissance à performances élevées. En premier lieu, une grande largeur de bande interdite, qui autorise, au moins en principe, les fonctionnements à haute température. En second lieu, un champ électrique critique élevé, d'un ordre de grandeur supérieur à celui du silicium. Ce niveau de champ critique autorise la réalisation de zones de tenue en tension à très faible résistance spécifique, comparativement au silicium, et donc de composants unipolaires (transistor JFET, diode Schottky, transistor MOSFET) à très faible résistance série. C'est cette seconde propriété que nous nous proposons d'étudier, pour la conception de convertisseurs électroniques de puissance à haut rendement de conversion
Ce travail de recherche porte essentiellement sur la caractérisation et la modélisation du transistor MOS de puissance en carbure de silicium ainsi que l'efficacité de la conversion et la compatibilité électromagnétique.

Le concept de l'avion plus électrique a pour but de remplacer les différents types de transmissions de puissance aéronautique par des transmissions électriques. Le réseau électrique doit donc évoluer. Ce concept a été en partie étudié dans le cadre du projet AEROCOTS par le développement de contacteur hybride haute tension utilisant la commutation électromécanique associée à une commutation électronique, dans le but de pouvoir commuter ces nouvelles tensions réseau. Afin de mieux comprendre ce qui se passe aux bornes du contacteur et vérifier qu'il n'y a pas apparition d'arc électrique, une méthode de caractérisation est employée pour obtenir un modèle complet du contacteur paramétré. Deux circuits électriques sont étudiés et l'absence d'un arc est vérifiée. Leur principe est de réduire à zéro le courant avant l'ouverture du contacteur. Leurs fonctionnements et leurs modèles sont vérifiés expérimentalement. Le choix du second circuit est justifié par un contrôle du courant à ouvrir. Une optimisation évolutionnaire, principe de la théorie de Darwin, est réalisée pour répondre aux objectifs aéronautiques.