Site institutionnel du Laboratoire Ampère - CNRS UMR5005

19/11/2026 - Samar ALHAJ HASSAN

Arnaud Lelevé — 2026-10-08T14:04:33Z

Samar ALHAJ HASSAN soutiendra sa thèse le 19/11/2026 à 09h30.
Lieu : Amphithéâtre AE1, département Génie Electrique, INSA Lyon, 8 rue de la Physique, 69621 Villeurbanne

Contribution à la modélisation et à la commande des machines synchrones à réluctance variable

Jury :
Rapporteurs :
Mme. Imen BAHRI, Maître de Conférences HDR, CentraleSupélec
M. Sébastien CAUET, Professeur des Universités, Université de Poitiers

Examinateur :
M. Vincent LANFRANCHI, Professeur des Universités, Université de Technologie de Compiègne

Encadrement :
M. Xavier BRUN, Professeur des Universités, INSA Lyon, directeur de thèse
M. Romain DELPOUX, Maître de Conférences HDR, INSA Lyon, co-encadrant
M. Vincent LECHAPPE, Maître de Conférences, INSA Lyon, co-encadrant

Résumé :
Les SynRel suscitent un regain d'intérêt depuis quelques années, sous l'effet des tensions d'approvisionnement sur les terres rares nécessaires aux aimants permanents, ainsi que de leurs impacts environnementaux, géopolitiques et économiques. Leur limites principales sont dues à un facteur de puissance réduit, de fortes non-linéarités magnétiques et une forte ondulation de couple. L'optimisation des performances des SynRel est un sujet de recherche abordé sous plusieurs angles dans la littérature. D'une part, les concepteurs de machine cherchent à le réduire en optimisant la géométrie et les matériaux. D'autre part, les ingénieurs en automatique synthétisent des lois de commande à partir de modèles simplifiés, en négligeant certains aspects électromagnétiques.
L'objectif de cette thèse est de se positionner à l'interface de ces deux communautés, au moyen d'une approche de commande guidée par la physique et centrée sur le couple de la machine, en abordant la modélisation, la caractérisation et la commande des SynRel, de la formulation du couple et de la cartographie électromagnétique jusqu'à l'estimation du flux et à la réduction des ondulations de couple. Le modèle analytique de la machine est d'abord établi avec un minimum d'hypothèses. Il conduit à une expression du couple, valable en présence de saturations et de dépendance à la position du rotor. Les formes simplifiées couramment utilisées pour la commande en sont retrouvées comme cas particuliers, en explicitant les hypothèses associées. Trois descriptions de la machine sont ensuite confrontées, le modèle FE construit à partir de la géométrie, l'identification expérimentale menée sur le banc d'essai et les expressions analytiques. L'accord entre ces approches valide le modèle FE, la procédure d'identification, la chaîne de mesure et le raisonnement analytique.
Enfin, la conception des stratégies de commande est abordée, en commençant par un environnement de simulation combinant le modèle dynamique et les cartographies FE. La contribution de l'onduleur est ensuite approximée, ce qui permet à la cartographie et à l'observateur de flux de fonctionner à partir de la tension de référence, sans instrumentation supplémentaire. Deux stratégies de réduction d'ondulation de couple sont ensuite proposées : une approche par feedforward fondée sur des trajectoires de courant optimisées hors ligne, et une approche par feedback fondée sur une loi adaptative générant en ligne les harmoniques de compensation. L'ensemble de ces contributions est validé expérimentalement.

Mots-clés :
machine synchrone à réluctance variable, modélisation, cartographies de flux, ondulation de couple

05/10/2026 - Salim DAHMANI

Arnaud Lelevé — 2026-09-29T15:02:38Z

Salim DAHMANI soutiendra sa thèse le 05/10/2026 à 14h.
Lieu : Amphithéâtre AE1, département Génie Electrique, INSA Lyon, Bâtiment Gustave Ferrié, 1 promenade Jeanne Barret, 69621 Villeurbanne

Intégration monolithique de GaN sur Si pour des fonctions d'électronique de puissance

Jury :
Rapporteurs :
Mme Anne-Sophie BACQUET , Maîtresse de conférences, Université de Nantes
M. Nicolas ROUGER, Directeur de recherche CNRS, Université de Toulouse

Examinateurs :
M. Yvan AVENAS, Professeur, Université Grenoble Alpes,
M. Maxime BERGER, Professeur, Université de Sherbrooke,

Invités :
M. René ESCOFFIER, Ingénieur de recherche, CEA Leti,
M. Ali SOLTANI, Professeur, Université de Sherbrooke,

Encadrement :
M. Cyril BUTTAY, Directeur de recherche CNRS, INSA Lyon,
M. Bruno ALLARD, Professeur, INSA Lyon,
M. Hassan MAHER, Professeur, Université de Sherbrooke,

Résumé :
Ce travail de thèse porte sur la caractérisation, la modélisation et l'intégration de transistors de puissance GaN HEMT dans une technologie GaN-sur-Si, en vue d'applications en électronique de puissance à haute fréquence. Dans un premier temps, une étude des transistors GaN HEMT met en évidence leur fort potentiel pour les convertisseurs de puissance, tout en soulignant les verrous associés à leur modélisation, notamment liés aux phénomènes physiques spécifiques tels que le piégeage de charges, la dépendance en température et l'influence des éléments parasites. Une méthodologie de caractérisation expérimentale et d'ajustement de modèles analytiques est alors développée, avec pour objectif de construire des modèles à la fois compacts et suffisamment précis pour une utilisation dans des simulations de circuits. Cette approche est étendue à des composants en cours de développement, pour lesquels des protocoles spécifiques de stabilisation sont mis en place afin de garantir la reproductibilité des mesures. Des lois de dépendance en température et en géométrie sont intégrées aux modèles, permettant de mieux représenter le comportement des dispositifs dans des conditions réalistes. Les modèles développés sont ensuite validés en régime dynamique à l'aide d'un banc de test double pulse conçu spécifiquement. La comparaison entre simulations LTspice et mesures expérimentales montre un bon accord pour les régimes de commutation rapides visés, avec des écarts inférieurs à 15 %. Les limites des modèles sont identifiées pour des conditions de commutation fortement ralenties, sans remettre en cause leur pertinence pour les applications ciblées. Enfin, les modèles validés sont utilisés dans une démarche de conception visant l'intégration monolithique de fonctions de puissance et de commande. Une méthodologie de dimensionnement est proposée pour un transistor de puissance associé à un étage de commande de grille de type totem-pôle. L'étude met en évidence l'intérêt de l'intégration monolithique pour la réduction des inductances parasites et l'amélioration des performances dynamiques. Elle permet également d'identifier plusieurs leviers technologiques, notamment liés à la géométrie des transistors et aux paramètres parasites, susceptibles d'être optimisés afin d'améliorer la compacité de l'architecture. Ce travail fournit ainsi une chaîne complète allant de la caractérisation à la conception, et constitue une contribution méthodologique pour le développement de circuits intégrés de puissance à base de GaN.

Mots-clés :
Caractérisation, modélisation, simulation LTspice, dimentionnement, électronique de puissance

Pierre-Elouan GROLLEAU finaliste du best student paper de la conference IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems 2026

Arnaud Lelevé — 2026-09-23T08:54:35Z

Félicitations 🎉 à Pierre-Elouan GROLLEAU (doctorant au laboratoire Ampère, INSA Lyon) pour avoir atteint les finales du « Best Student Paper » lors de la IEEE International Conference on Cyborg and Bionic Systems qui s'est déroulée du 6 au 8 septembre 2026 à Munich.

Il s'agit de son article intitulé "Design of a Simulator for Lower Limb Spasticity Assessment Training", co-écrit avec Genmeng WANG (doctorant Ampère), Richard MOREAU (Ampère) , Luc Marechal (SYMME) et Minh Tu Pham (Ampère) .

26/10/2026 - Mathieu GINET

Arnaud Lelevé — 2026-09-22T16:18:24Z

Mathieu GINET soutiendra sa thèse le 26/10/2026 à 14h00.
Lieu : amphithéâtre Émilie du Châtelet, Bibliothèque Marie Curie de l'INSA Lyon, 31 avenue Jean Capelle, 69100 Villeurbanne

Study of a DCDC Single-Input Multiples-Outputs converter, in a System-on-Chip using advanced FDSOI technology : optimization of load transients and output immunity

Jury :
Rapporteurs :
Aleksandar PRODIC, Professeur des Universités, University of Toronto
Marc COUSINEAU, Professeur des Universités, ENSEEIHT - INP

Examinateurs :
Daniela DRAGOMIRESCU, Professeure des Universités, INSA Toulouse
Eric FELTRIN, Docteur-ingénieur de Recherche, STMicroelectronics

Encadrement :
Xuefang LIN-SHI, Professeure des Universités, INSA Lyon, directrice de thèse
Bruno ALLARD, , Professeur des Universités, INSA Lyon, co-directeur de thèse

Invités :
Nicolas JEANNIOT, Docteur-ingénieur de Recherche, STMicroelectronics

Résumé :
Dans l'écosystème des microcontrôleurs, l'intégration des alimentations à découpage (SMPS) constitue un facteur clé de différenciation des produits vis-à-vis de la concurrence. À mesure que les microcontrôleurs intègrent des fonctions de plus
en plus complexes, plusieurs domaines de tensions différentes sont nécessaires. Les convertisseurs DC-DC à entrée unique et sorties multiples (SIMO) sont une solution prometteuse pour fournir différentes tensions de sortie avec un bon rendement, tout en réduisant le nombre de composants compagnons nécessaires, implantés sur la carte du microcontrôleur. La thèse a pour objectif de concevoir un convertisseur DC-DC SIMO à trois sorties dans une technologie ST-18nm. Les tensions de sortie sont régulées à 0,8 V, 1,0 V et 1,5 V respectivement, avec des courants de charge maximaux respectifs de 500 mA, 200 mA et 200 mA. Une évaluation de différentes stratégies de commande en termes de performances transitoires est réalisée. A partir de cette étude, une architecture de commande est proposée, combinant les stratégies les plus adaptées. La commande des interrupteurs de sortie se fait par comparateur, tandis qu'une commande MLI en mode courant est choisie pour les interrupteurs d'entrée. Une sortie de roue libre ainsi qu'une source de courant auxiliaire, placée en parallèle de la seule inductance, sont ajoutées afin d'améliorer la réponse du convertisseur lors des transitoires multiples de charge. L'étage de puissance et la commande proposés sont implémentés au niveau transistor. La commande des interrupteurs de puissance est assurée par une machine à états finis (FSM), permettant de basculer entre les deux modes de fonctionnement du convertisseur SIMO : PFM et PWM. Chacun de ces modes dispose de sa propre boucle de régulation. Le convertisseur SIMO est sujet à des oscillations sous-harmoniques, principalement dues à la stratégie de commande proposée. Une solution de compensation par double rampes de compensation est proposée et implémentée. En conclusion, cette thèse propose un convertisseur DC-DC SIMO optimisé pour les performances transitoires, destiné à l'alimentation de microcontrôleurs. Ces travaux constituent une base intéressante pour le développement d'un convertisseur SIMO intégré dans un futur produit.

Mots-clés : Convertisseur DCDC, performances transitoires, intégration CMOS,

23/09/2026 - Dinh Duy Kha NGUYEN

Arnaud Lelevé — 2026-09-21T08:30:49Z

Dinh Duy Kha NGUYEN a soutenu sa thèse le 23/09/2026.
Lieu : amphithéâtre Clémence Royer, Bâtiment 321, Jacqueline Ferrand, Dept. GM, INSA Lyon, Villeurbanne

Détection fondée sur des modèles comportementaux et évaluation probabiliste des cyberattaques dans les systèmes de surveillance

Jury :
Rapporteurs :
M. Hichem SNOUSSI, Professeur des Universités, Université Technologique de Troyes, France
M. Jakub MOŻARYN, Assistant Professor, Warsaw University of Technology, Pologne

Examinatrice :
Mme. Oum-El-Kheir AKTOUF, Professeure des Universités, Grenoble INP, Université de Grenoble, France
France

Encadrement :
M. Eric ZAMAÏ , Professeur des universités, Ampère INSA-Lyon, directeur de thèse
M. Cédric ESCUDERO , Maître de Conférences, Ampère INSA-Lyon, co-encadrant

Résumé : Les systèmes cyber-physiques (CPS) modernes sont essentiels à des secteurs tels que l'énergie, les transports et l'industrie manufacturière. Ces systèmes reposent sur une surveillance continue pour soutenir la maintenance prédictive et garantir la sécurité des opérations. Cependant, leur dépendance croissante aux données les rend vulnérables aux cyberattaques. Alors qu'une grande partie de la recherche se concentre sur les attaques contre la boucle de contrôle, cette thèse aborde une menace émergente plus subtile : les attaques ciblant les systèmes de surveillance. Dans ces scénarios, les attaquants ne cherchent pas nécessairement à perturber directement les opérations physiques. Ils manipulent plutôt les données des capteurs pour tromper le système de surveillance. Ils peuvent ainsi dissimuler des défaillances réelles, entraînant des retards de maintenance dangereux, ou créer de fausses alertes conduisant à des arrêts inutiles et coûteux. Comme ces signaux trompeurs imitent souvent les schémas de dégradation naturelle du système, distinguer une défaillance authentique d'une attaque malveillante constitue un défi scientifique majeur. Cette recherche, menée dans le cadre du projet RAILMON, comble cette lacune en développant un cadre de détection robuste. Notre approche est structurée autour de trois piliers principaux. Premièrement, nous utilisons des techniques d'optimisation pour analyser comment un attaquant intelligent peut générer des signaux furtifs imitant les défaillances du système. Cela nous permet de comprendre les limites réelles des défenses de surveillance actuelles. Deuxièmement, nous utilisons une banque de modèles combinée à des observateurs par modes glissants (SMO) pour reconstruire avec précision les déviations injectées par l'attaquant. Troisièmement, nous traitons ces reconstructions à travers une couche de filtrage probabiliste. Cela permet au système de distinguer le comportement normal, les défaillances réelles du système et les manipulations malveillantes. Les principales contributions de cette thèse incluent la formalisation des attaques trompeuses sur la surveillance, le développement de méthodes de reconstruction fiables et une nouvelle stratégie de prise de décision pour assurer l'intégrité des données dans les environnements industriels.

Mots-clés : Commande sûre, Détection, Cyberattaques, Cyber résilience

Débat public et gratuit à destination de tout public : "Réseau électrique de demain, un enjeu de société"

Arnaud Lelevé — 2026-09-16T11:27:47Z

Le 21 septembre 2026, de 16h à 18h, aura lieu, au théâtre ASTREE, un débat public et gratuit à destination de tout public : "Réseau électrique de demain, un enjeu de société".

L'objectif de ce débat est échanger sur les enjeux de sociétés et techniques associés à la transformation du réseau électrique avec les interventions de :

Vincent Krakowski, Ingénieur-Chercheur dans l'association Hespul spécialisée dans le développement des énergies renouvelables et de l'efficacité énergétique

Emmanuelle Santoire, Chargée de recherche au CNRS sur les approches géo-légales des enjeux énergétiques, particulièrement électriques, contemporains au Laboratoire Techniques Territoires et Sociétés (UMR 8134 LATTS, ENPC-IPP, UGE)

Adrien Manchon, Directeur adjoint des réseaux de la Commission de Régulation de l'Énergie (CRE)

Timothee David, Directeur des Affaires publiques Auvergne Rhône-Alpes chez le gestionnaire du réseau de transport d'électricité en France (RTE)

L'ensemble des informations est disponibles ici :
https://etu.univ-lyon1.fr/actualites/le-reseau-electrique-de-demain-une-table-ronde-participative-pour-toutes-et-tous

17/09/2026 - Ababacar DIOUF

Arnaud Lelevé — 2026-09-09T08:35:46Z

Ababacar DIOUF soutiendra sa thèse le 17/09/2026 à 14h.
Lieu : Amphithéâtre AE2, département Génie Electrique, INSA Lyon, 8 rue de la Physique, 69621 Villeurbanne

Étude de la fiabilité et de la robustesse des composants de puissance en GaN en commutation dure

Jury :
Rapporteurs :
M. Andrea IRACE, Professeur des Universités, Università degli Studi di Napoli, Italie
Mme. Mounira BOUARROUDJ, Directeur de Recherche, Université Gustave Eiffel, Paris

Examinateur :
M. Stéphane LEFEBVRE, Professeur des Universités, Conservatoire National des Arts et Métiers, SATIE

Encadrement :
M. Cyril BUTTAY, Directeur de Recherche, Ampère INSA Lyon, directeur de thèse
M. Emmanuel MARCAULT, Ingénieur de Recherche HdR, CEA Grenoble, co-encadrant
M. Loris PACE, Maître de Conférences, Ampère École Centrale de Lyon, co-encadrante

Invités :
M. Maroun ALAM, Ingénieur de Recherche, IRT Saint Exupéry, Toulouse, comité d'encadrement
Mme. Valeria RUSTICHELLI, Ingénieur de Recherche, IRT Saint Exupéry, Toulouse, comité d'encadrement
M. Hervé MOREL, Ampère INSA Lyon, comité d'encadrement

Résumé :
Cette thèse vise à étudier la fiabilité et la robustesse des composants de puissance en GaN dans diverses conditions de commutation. Les travaux de recherche impliquent le développement et la mise en œuvre de différentes méthodes d'essai — telles que le test à double impulsion (DPT), le test à double source (DST) et le test de contrainte à impulsions multiples (MPS) — afin de soumettre les composants à des contraintes et d'analyser leur comportement. L'objectif est de comprendre les mécanismes de défaillance et d'améliorer la conception des dispositifs à base de GaN destinés aux applications d'électronique de puissance.

Mots-clés :
Fiabilité, GaN, Composants de puissance, commutation dure, commutation douce

Best Paper lors du congrès de CIGRE Paris Session 2026

Arnaud Lelevé — 2026-09-07T12:38:38Z

Félicitations 🎉 à Luan CAIZERGUES (doctorant chez Ampère laboratory, Centrale Lyon et SuperGrid Institute) pour avoir reçu le prix de « Best Paper lors du congrès de CIGRE Paris Session 2026 » qui s'est déroulé du 23 au 28 aout au palais des congrès à Paris.

Le papier porte le titre "Surface charge measurements in non-uniform air pressurized gaps with a dielectric barrier".

Bravo à toute l'équipe : Luan CAIZERGUES, Ayyoub ZOUAGHI, Caterina TOIGO, Alain GIRODET, Christian VOLLAIRE

5 001 fois MERCI ! 🚀

Arnaud Lelevé — 2026-09-07T12:18:53Z

Le Laboratoire Ampère vient de franchir la barre des 5 000 abonnés sur LinkedIn !

Il y a trois ans, lorsque nous avons repris en main cette page, elle comptait à peine une centaine d'abonnés. Aujourd'hui, ce cap des 5 000 témoigne du chemin parcouru et de l'intérêt grandissant de notre communauté pour la recherche, l'innovation technologique et le partage de connaissances.
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Best Paper Award pour un article Ampère !

Arnaud Lelevé — 2026-09-04T08:52:04Z

Toutes nos félicitation à Serge Sarkis doctorant au Laboratoire Ampère et au CEA qui a obtenu la deuxième place du Best Paper Award lors de la conférence EMC Europe 2026 !

Serge a aussi été vainqueur du prix COFREND Claude-Birac des journées COFREND (Confédération Française pour les Essais Non Destructifs) de 2026 !