R M U Mohamed BOUDIAF

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université des Sciences et de la Technologie d’Oran
Mohamed BOUDIAF
FACULTE DE GENIE ELECTRIQUE
DEPARTEMENT D’ELECTRONIQUE
MEMOIRE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME DE MAGISTER
SPECIALITE : ELECTRONIQUE
OPTION : SYSTEMES PHOTOVOLTAÏQUES
PRESENTE PAR
Mlle KHORCHEF Nassima
SUJET DE LA THESE
SOUTENU LE : 18/02/2010 DEVANT LE JURY COMPOSE DE :
Président : Mr. A. BELMEKKI Professeur (USTO-MB)
Rapporteur : Mr. A. MIDOUN Professeur (USTO-MB)
Co-rapporteur : Mr. F. LAKHDARI Maître de conférences (USTO-MB)
Examinateur : Mr. A. BOUDGHENE STAMBOULI Professeur (USTO-MB)
Examinateur : Mr. W. NOUIBAT Maître de conférences (USTO-MB)
ETUDE DU CONVERTISSEUR SUPERBOOST
APPLIQUE AUX SYSTEMES
PHOTOVOLTAÏQUES

Remerciements
Cette thèse a été réalisée au niveau du laboratoire de l’Electronique de Puissance et Energie
Solaire LEPES au niveau du département d’électronique à l’université des sciences et de la
technologie Mohamed Boudiaf à Oran-Algérie USTO-MB. Elle constitue une expérience intense,
passionnante et marquante.
J’adresse mes sincères remerciements au Professeur A. MIDOUN de m’avoir honoré par son
encadrement, pour m’avoir initié dans le domaine et de m’avoir accueilli au sein du laboratoire
LEPES. Ses conseils très utiles ont été d’une grande importance pour achever ce travail.
J’adresse mes sincères reconnaissances à Mr. F. LAKHDARI, mon Co-encadreur, qui a
beaucoup soutenu mon travail et d’avoir fait preuve d’une patience et d’une attention toute
particulière, surtout pour les nombreuses discussions que nous avons eues et les conseils qu’il m’a
donnés pour un aboutissement fiable de ce travail.
Je remercie le Professeur A. BELMEKKI de l’université des sciences et de la technologie
Mohamed Boudiaf à Oran-Algérie USTO-MB pour l’intérêt qu’il a porté à ce travail et d’avoir
accepté d’être président du jury.
Je remercie le Professeur A. BOUDGHENE STAMBOULI de l’université des sciences et de la
technologie Mohamed Boudiaf à Oran-Algérie USTO-MB qui a accepté de juger ce travail et d’en
être l’examinateur.
Je remercie Mr. W. NOUIBAT, maitre de conférences, de l’université des sciences et de la
technologie Mohamed Boudiaf à Oran-Algérie USTO-MB qui a accepté de me faire l’honneur de
participer à l’évaluation et de juger ce travail et d’en être l’examinateur.
Je tiens à souligner ma reconnaissance à touts les membres du laboratoire LEPES, pour l’écoute,
les conseils, le temps souvent sacrifié pour me porter de l’aide, je les remercie tous très profondément.
Enfin, je tiens à remercier ma famille, pour leur soutien inconditionnel, aussi bien financier
qu’affectif, sans lequel je n’aurai jamais pu réussir de telles études. Je voudrais leur témoigner ma
profonde reconnaissance.
Merci à tous.

Étude Du Convertisseur Superboost Appliqué Aux Systèmes Photovoltaïques
Résumé
L’apport des Hacheurs dans les applications technologiques a fait que leurs études et
développements ne cessent d’évoluer et mises à jours grâce aux développements que connaît
l’électronique de puissance. Les structures de bases (hacheurs : Buck, Boost et Buck-boost)
présentent le moyen de base pour le développement de topologies nouvelles ainsi que leurs types
de commande.
Cette richesse est le résultat des méthodes de modélisations utilisées pour l’exploitation
efficace de nouveaux modèles, voire la possibilité d’analyser le comportement sous différents
régimes de fonctionnements ; ceci est effectué dans l’objectif d’adapter un convertisseur donné à
une application donnée. Dans ce cadre, la modélisation par la méthode de la moyenne dans
l’espace d’état (State-Space-Averaging-Method: SSA-M) reste depuis son invention parmi les plus
efficaces pour la modélisation des convertisseurs DC-DC.
Également, la commande des hacheurs étant un domaine de recherche de plus en plus
attractif vue son importance et son impact sur le fonctionnement et la réponse du hacheur utilisé.
La commande en mode courant crête (Peak Current Mode Control :PCM) a attiré les chercheurs
depuis son invention, le nombre d’étude dédiée à son développement cette dernière décennie
juge de son importance grâce aux avantages acquis par son application pour la commande des
hacheurs.
Parmi les topologies les plus récentes, on trouve « Le hacheur Superboost » ou « hacheur
Boost à double inductance », c’est un hacheur élévateur conçu de quatre éléments de stockage,
encore mal connu dans la littérature dédiée aux convertisseurs DC-DC. Ce convertisseur est
sollicité grâce à la nature continue de son courant d’entrée ainsi que celui de la sortie, d’où il
trouve son importance dans les applications photovoltaïques. Son étude est effectuée par la
méthode SSA-M, pour un fonctionnement en mode de conduction continue (Continuous
Conduction Mode : CCM) et commandé par la PCM. Le modèle dynamique d’un tel convertisseur
commandé par la PCM n’existe pas. Ce mémoire s’inscrit dans une approche d’étude de ce type
de hacheur par la méthode SSA-M.

Table des Matières
Introduction Générale………….………………………..………….………………………..………….………...…….. i
Liste des Abréviations……….………………………..………….………………………..………….…………………. iv
PRÉAMBULE : Introduction aux Convertisseurs DC-DC………….………………………..….……………………. vi
CHAPITRE 1 : MODÉLISATION DES CONVERTISSEURS DC-DC
Introduction………….………………………..………….………………………..………….………………………… 1
1. I MODELISATION DES CONVERTISSEURS DC-DC………….………………………..………….…….. 2
1. II MODÉLISATION PAR LA METHODE DE LA MOYENNE DANS L’ESPACE D’ÉTAT
(State-Space-Averaging Method: SSA-M)………….………………………..………….………………… 3
1. II.1
Elaboration de la méthode ………….………………………..………….………………………… 3
1. II.2
Exemple d’application de la SSA-M sur le hacheur Boost………….………………………….. 5
1. II.2.1 Point de repos du convertisseur………….………………………..………….…………….. 8
1. II.2.2
Modèle dynamique du convertisseur en boucle ouverte………….……………………… 9
1. II.2.3
Modèle dynamique du convertisseur en boucle fermée………….……………………….. 15
1. II.2.4 Stabilité du système………………………………………………….……………………….. 18
1. II.3 Interaction Charge & Source………………………………………………….…………………... 18
1. II.3.1 Interaction avec laCharge………………………………………………….…………………. 19
1. II.3.2 Interaction avec la Source………………………………………………….…………………. 20
1. II.4
Discussion………………………………………………….………………………………………... 21
Conclusion………………………………………………….…………………………………………………………… 22
CHAPITRE 2 : COMMANDE PAR PCM
Introduction………………………………………………….…………………………………………………………. 24
2. I COMMANDE DES HACHEURS………………………………………………….……………………….. 25
2. I.1 Commande en mode tension VMC……………………………………………………………….. 25
2. I.2 Commande en mode courant CMC…………………………………………………………… 27
2. II COMMANDE PAR PCM………………………………………………….………………………………… 29
2. II.1 Rampe de compensation…………………………………………………………………………… 31
2. II.2 Modèle faibles signaux de la PCM………………………………………………………………... 42
- Contraintes sur le rapport cyclique…………………………………………………………… 42
Conclusion………………………………………………….………………………………………………………….... 45