Les chercheurs du Laboratoire National des Énergies Renouvelables (NREL) aux États-Unis ont présenté le ULIS (Ultra-Low Inductance Smart), un module d’énergie basé sur le carbure de silicium qui améliore l’efficacité, réduit les coûts et offre une densité de puissance record.
Ce développement vise à transformer des secteurs critiques tels que les centres de données, les véhicules électriques, l’aviation avancée et les systèmes militaires.
La demande mondiale d’électricité croît rapidement, poussée par l’intelligence artificielle, l’expansion de la fabrication et le transport électrifié. Dans ce contexte, l’ULIS ne cherche pas à générer plus d’énergie, mais à mieux utiliser l’énergie existante, en convertissant plus d’électricité disponible en énergie utilisable.
Caractéristiques techniques
Le module ULIS fonctionne à 1200 volts et 400 ampères, avec une densité d’énergie cinq fois supérieure aux modèles précédents. Parmi ses avantages :
- Inductance parasite ultra-faible, réduite de sept à neuf fois par rapport aux modules les plus avancés du marché.
- Conception octogonale plate, permettant d’inclure plus de composants dans moins d’espace, réduisant la taille et le poids.
- Chemin de courant optimisé, minimisant l’interférence magnétique et améliorant l’efficacité.
- Surveillance autonome, capable d’anticiper les défaillances des composants avant qu’elles ne se produisent.
- Communication sans fil à faible latence, permettant de contrôler et de surveiller le module sans câbles physiques.
Innovations en matériaux et fabrication
L’ULIS s’écarte des matériaux conventionnels. Au lieu de lier le cuivre à des bases céramiques rigides, il utilise un polymère flexible appelé Temprion, ce qui produit une structure plus mince, légère et adaptable. Ce matériau est lié au cuivre par la chaleur et la pression, réduisant les coûts de fabrication à des centaines de dollars au lieu de milliers.
La conception modulaire, similaire à des pièces de Lego, facilite son intégration dans de multiples systèmes. De plus, l’ULIS est prêt à évoluer vers de futurs semi-conducteurs tels que le nitrure de gallium et l’oxyde de gallium, élargissant son potentiel d’application.
Impact dans différents secteurs
- Réseau électrique : améliore l’efficacité de la conversion d’énergie et réduit les coûts de maintenance.
- Centres de données : permet des équipements plus compacts et efficaces, essentiels pour soutenir l’intelligence artificielle.
- Aviation électrique (eVTOL) : permet des convertisseurs plus légers et plus puissants, rapprochant la viabilité commerciale des avions électriques à décollage vertical.
- Défense et opérations militaires : offre une fiabilité dans des environnements à haut risque, avec une détection précoce des défaillances.
- Fusion nucléaire : son inductance ultra-faible et sa conception durable le rendent adapté aux systèmes d’énergie pulsée compacts et fiables.
L’ULIS représente un saut technologique dans l’électronique de puissance, avec la capacité de transformer la gestion de l’électricité dans des secteurs stratégiques. Sa conception compacte, efficace et adaptable en fait un élément clé pour un avenir énergétique plus fiable et durable.
