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DOSSIER – Choix d’une topologie de conversion adaptée à un système de dégivrage piézoélectrique

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3EI 2024-112
Les contraintes environnementales, ainsi que leur impact sur l’opinion publique ont conduit les équipementiers aéronautiques à accélérer la transition énergétique en aéronautique à travers l’avion plus électrique. Nous assistons donc à une augmentation progressive de la place de l’énergie électrique dans les applications embarquées. Ceci se traduit par une tendance à remplacer les systèmes non propulsifs (hydrauliques et pneumatiques) par des chaines de conversion électromécanique. Ces sous-systèmes sont en effet souvent plus performants, dynamiques et précis avec des délais de maintenance plus courts que leurs équivalents hydrauliques. Le système de dégivrage est un candidat de choix pour cette transition. Il existe plusieurs méthodes de dégivrage qui varient selon la nature de l’énergie de conversion utilisée. On trouve entre autres le flux d’air, les boudins déformables, le système électrothermique ou ETIPS (Electro-thermal Ice Protection Systems), le fluide chimique et les systèmes électromécaniques (système électro- impulsif, système électromécanique expulsif et système piézoélectrique) [1]. Bien que certaines de ces méthodes de dégivrage soient déjà certifiées et équipent certains avions, elles restent très énergivores et ne sont pas adaptées pour tous les types d’avion. La solution envisagée ici de dégivrage piézoélectrique semble être une alternative efficace et plus économique en termes de coût, masse et encombrement. Cet article expose le fonctionnement d’un système de dégivrage piézoélectrique aéronautique, en particulier ce qui a motivé le choix de son alimentation de puissance. Plusieurs topologies de convertisseurs statiques sont présentées afin de sélectionner la mieux adaptée aux actionneurs piézoélectriques dans le cadre du dégivrage. Une étude par simulation de ces topologies est conduite afin d’identifier les avantages et les inconvénients de chacune d’entre elles pour cette application particulière. Un démonstrateur de la solution retenue a été développé pour valider notre choix.

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