Power-Twin — Jumeau Numérique pour le Diagnostic et la Maintenance Prédictive des Systèmes Électroniques de Puissance

Dans le domaine de l'électronique de puissance, les fabricants de modules de puissance à base de semi-conducteurs ont développé des lignes de conception très avancées qui prennent en compte un certain nombre de fonctions. Cependant, bien que la fiabilité soit prise en compte dès la phase de conception, elle est toujours évaluée expérimentalement en fin de processus, après la réalisation des prototypes physiques. La fiabilité est ainsi traitée par une première approche « globale » qui s’appuie sur une analyse statistique de résultats de tests accélérés réalisés sur un grand nombre de composants de même technologie. Le cyclage de puissance est le test de fiabilité le plus pertinent, il nécessite de longues campagnes de tests. Ces tests exigent d’appliquer des sollicitations multiphysiques amplifiées en regard de celles présentes dans les conditions normales de fonctionnement afin d’accélérer les mécanismes de dégradation. Une extrapolation vers les faibles sollicitations permet d’estimer la durée de vie dans les conditions réelles. Cependant, l’écart entre la prédiction par cette approche et l’observation faite sur le terrain est significatif. De plus, il n'existe pas de chemin de rebouclage vers la phase de conception, limitant ainsi la capacité à ajuster et améliorer les conceptions initiales en fonction des retours d'expérience issus des tests de fiabilité. La variabilité des conditions d'exploitation, n'est pas suffisamment prise en compte, ce qui fragilise davantage les prédictions de durée de vie. Enfin, la durabilité des composants est souvent négligée car les modèles et les pratiques actuelles ne favorisent pas une approche proactive en matière de conception pour la fiabilité et la longévité. PowerTwin répond à la nécessité de développer de nouvelles méthodologies et outils pour améliorer la prédiction de la fiabilité, réduire les coûts de fabrication et optimiser la conception des modules de puissance dans un contexte d’évolution rapide des technologies.