Modélisation de la phase de pré-arc d'un fusible pour applications en courant continu (dc) f/h

Contexte
Dans le cadre de la transition énergétique des territoires français, EDF R&D apporte son savoir-faire et son expertise pour la décarbonation du mix énergétique des réseaux électriques.
La technologie du courant continue en basse tension (LVDC- Low Voltage Direct Current) est levier prometteur pour atteindre cette ambition. Cela faciliterait l’intégration des équipements natifs en courant continu (panneau photovoltaïque, stockage stationnaire, bornes de recharge, datacenter, etc…) et permettrait d’améliorer l’efficacité énergétique. Cependant, la sécurité électrique constitue un frein majeur à son déploiement. En effet, les courts-circuits DC présentent des caractéristiques différentes des courts-circuits AC (absence de passage par zéro, contribution des convertisseurs au défaut et forte variation de courant).
Face à ces nouvelles contraintes, les disjoncteurs électromécaniques classiques sont souvent trop lents pour protéger les composants électroniques, tandis que les solutions de coupure rapides et sans arc, comme les disjoncteurs électroniques ont des coûts prohibitifs et des pertes importantes.
Dans ce contexte, les fusibles s’avèrent une alternative intéressante grâce des prix abordables, une maturité technologique éprouvée et une offre commerciale très large. Il subsiste néanmoins des incertitudes quant à leur comportement en DC puisque leur temps de déclenchement dépend de plusieurs facteurs (composition, tension, température), ce qui complique leur intégration et la conception des plans de protections, en particulier pour les exploitants des réseaux électriques.


Missions
L’objectif du stage est de développer un modèle de la phase de pré-arc d’un fusible, basé uniquement sur les données accessibles à un exploitant (caractéristiques constructeur, conditions d’utilisation, résultats d’essais). Ce modèle devra être intégrable dans un outil de simulation de transitoires électriques, ou permettre une estimation analytique du temps de pré-arc. Plus en détails, le/la stagiaire aura pour missions principales :


1.Monter en compétence en matière le fonctionnement et la modélisation des fusibles :
•Analyse des documentations techniques disponibles.
•Revue bibliographique des approches de modélisation, en particulier en conditions non adiabatiques.


2.Proposer une sélection de modèles pertinents vis-à-vis des objectifs de stage


3.Réaliser une inter-comparaison des modèles à partir des résultats d’essais fournis par EDF et/ou d’un modèle multiphysique de fusibles


4.Elaborer un programme d’essai complémentaire visant à améliorer le modèle retenu.

Outils
Bureautique usuelle : environnement Windows, suite Office
Modélisation et simulation : Matlab/Simulink, EMTP-rv et COMSOL Multiphysics.


Durée 6 mois.
Date de début souhaitée : février – mars 2026

Divers
Le stage est rémunéré et nous proposons une aide à la mobilité.




Étudiant(e) en M2 (ou en école d’ingénieur), avec de solides compétences en électrotechnique, ainsi qu’en physique thermique ou en modélisation et mathématiques appliquées.
Connaissances souhaitées en réseaux de distribution HTA/BT et en composants de protection
Intérêt pour la recherche appliquée, l’innovation et l’expérimentation
Bon niveau d’anglais (compréhension de la littérature scientifique et rédaction de rapports techniques)
Qualités attendues : rigueur, autonomie et esprit d’initiative



Ce stage s’inscrit dans une collaboration entre le Laboratoire de Physique de Clermont (LPC) et EDF R&D.


•Le premier et le dernier mois du stage seront réalisés sur le site EDF des Renardières (Moret-sur-Loing).
•Le reste du stage se déroulera au LPC à Clermont-Ferrand.

Une poursuite en thèse sur la thématique pourra être envisagée à l’issue du stage.