Professeur des Universités
Tel : +33 5 34 32 24 27
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Adresse postale :
LAPLACE – LAboratoire PLAsma et Conversion d’Energie
INP-ENSEEIHT
2, rue Charles Camichel
BP 7122
31071 Toulouse Cedex 7
Groupe de recherche Convertisseur Statique
Biographie/ Biography
Guillaume GATEAU is graduated from the Ecole Normale Supérieure de Cachan in 1992, received his PhD from the Institut National Polytechnique de Toulouse in 1997. After spend one year as “Professeur Agrégé” at the IUFM Toulouse (Institut Universitaire de Formation des Maîtres), he joined the LEEI (Laboratoire d’Electrotechnique et d’Electronique Industrielle) as assistant professor in 1998.
He is now full professor and lead the CS (research Team Static Converter) at the Laplace Laboratory. His research interests include digital control of power converter , multicell converters for high power and high performance applications, and new topologies for high voltages applications.
He is also currently teaching Power Electronics and Digital Design at the Engineering school ENSEEIHT.
Responsabilités / Responsibilities
- Elu au CE de l’ENSEEIHT (Conseil d’Administration)
- Elu au CEVE de l’ENSEEIHT (Conseil des Etudes et de la vie Etudiante)
- Responsable Pédagogique Informatique Industrielle Département G.E.A de l’ENSEEIHT
- Responsable Equipe de Recherche Convertisseur Statique du LAPLACE
- Responsable WP2 Power Electronics du projet Européen Clean Sky 2 / HASTECS
Thèmes de recherche/Research Themes :
• Topologies Multiniveaux
Les besoins énergétiques de notre société sont depuis une vingtaine d’années en très forte croissance et l’augmentation de ces niveaux de puissance passe nécessairement par l’augmentation de la tension des dispositifs ou du courant et parfois maintenant des deux conjointement. Néanmoins, les calibres des composants de l’Electronique de Puissance, bien qu’en pleine évolution également, subissent des limitations technologiques en surface (courant admissible) mais également en épaisseur (tension).
Pour atteindre les niveaux de tension et courant actuels, il est maintenant nécessaire de passer par des associations de composants qu’ils soient mis en série ou en parallèle. La figure suivante nous montre les différentes solutions possibles.
Ce schéma montre également qu’il est maintenant possible d’envisager des associations hybrides faisant apparaître des mises en série et des mises en parallèle de composants semi-conducteurs. Ces architectures récentes possèdent des performances très intéressantes mais sont également très compliquées à mettre en œuvre et à contrôler de par le nombre important de composants à piloter qui se traduit par un nombre important de redondances à gérer. Une des thématiques suivie concerne la recherche et définition des solutions optimales (type d’hybridation) pour différents type d’applications puis l’étude et le développement d’environnement numérique de pilotage afin d’optimiser le fonctionnement de ces structures complexes.
La seconde thématique développée se situe beaucoup plus en amont où nous recherchons de nouvelles techniques d’associations de composants (nouvelles topologies) afin d’augmenter le rendement global de la chaîne de conversion énergétique. A titre d’exemple nous avons proposé récemment une nouvelle topologie dont le brevet a été déposé en 2014 et dont le schéma structurel se situe sur la figure suivante.
• Contrôle Numérique Avancé des Convertisseurs Statiques
Une des préoccupations actuelle se situe au niveau du pilotage de ces convertisseurs possédant un grand nombre d’interrupteurs et degré de liberté. Le développement de systèmes performants pour le pilotage permettant d’atteindre des bandes passantes importantes est toujours une préoccupation d’actualité.
En particulier des travaux sont également consacrés au développement de systèmes numériques capable de s’auto-organiser en fonction de l’état et activités des différentes cellules de commutations. En particulier, la figure suivante propose une réalisation numérique d’un système d’auto-alignement de porteuse pour le pilotage de convertisseurs multicellulaires de type parallèle.
Publications :
Depuis 2010
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D. P. Quoc, Guillaume Gateau, T. N. Minh, Marc Cousineau,
2D Decentralized Interleaving Principle for Multicell Serial-Parallel Converters Lien : http://ieee-peds.org/ -
Guillaume Gateau, Marc Cousineau, Miguel Mannes Hillesheim, P. Q. Dung,
Digital Decentralized Current Control for Parallel Multilevel Converter Lien : http://www.ieee-icit2019.org/ -
Najoua Erroui, Guillaume Gateau, Nicolas Roux,
Full wave modulation applied to 3-level FC and NPC inverters Lien : https://www.ieee-icit2019.org/ -
F. Accorinti, Najoua Erroui, V. Ayel, Guillaume Gateau, Y. Bertin, Nicolas Roux, Sébastien Dutour, Marc Miscevic,
Highly integrated power electronics solution and associated high-efficiency cooling system for hybrid propulsion aircraft : cooling system Lien : http://www.ieee-isie2019.org/ -
Miguel Mannes Hillesheim, Marc Cousineau, Guillaume Gateau,
Analyse Modale de l'Auto-Entrelacement de Porteuses par Approche Numérique Itérative Lien : https://sge2018.sciencesconf.org/ -
Najoua Erroui, Guillaume Gateau, Nicolas Roux,
Continuous-Caliber Semiconductor ComponentsPages : 17735441Lien : http://oatao.univ-toulouse.fr/20155/ -
Jaime Wladimir Zapata Amores, Thierry A. Meynard, Guillaume Gateau,
Loss-Based Design for Natural Balancing in Multicell Converters using Vectorized Models Lien : https://doi.org/10.1109/SPEEDAM.2018.8445313 -
B. Cougo, Thierry A. Meynard, Guillaume Gateau, L. Martins Ferreira Morais,
Zero sequences optimizing different criteria for three-phase multilevel invertersPages : 7243-7250Lien : http://www.ieee-ecce.org/2018/ -
Guillaume Gateau, Thierry A. Meynard, G. Postiglione, G. Borghetti, D. Falchi,
Electric power converter -
Clément Garreau (Auteur), Guillaume Gateau (Directeur de thèse),
Étude et modélisation de stratégies de régulation linéaires découplantes appliquées à un convertisseur multicellulaire parallèle Lien : http://oatao.univ-toulouse.fr/23617/ -
Nicolas Videau, Guillaume Fontès, Didier Flumian, Guillaume Gateau, Thierry A. Meynard, João Lucas da Silva, O. Verdu,
High Ratio Non-Isolated DC–DC Converter for Hydrogen Battery Using a 50 kW PEM Fuel CellPages : 187-195 - Périodique : Fuel Cells - From Fundamentals to Systems - Volume : 17 - N°: 2Lien : http://dx.doi.org/10.1002/fuce.201600071 -
Joseph Fabre, Philippe Ladoux, Eduard Hernando Solano Saenz, Guillaume Gateau, Jean Marc Blaquière,
MVDC Three-Wire Supply Systems for Electric Railways : Design and test of a Full SiC Multilevel ChopperPages : 5820-5830 - Périodique : IEEE Transactions on Industry Applications - Volume : 53 - N°: 6Lien : https://doi.org/10.1109/TIA.2017.2747498 -
Guillaume Gateau, P. Q. Dung, Marc Cousineau, P. U. Tran Do, H. N. Le,
Digital implementation of decentralized control for multilevel converterPages : 17173976Lien : https://doi.org/10.1109/ICSSE.2017.8030937 -
Najoua Erroui, Guillaume Gateau, Nicolas Roux,
Pré-dimensionnement de convertisseur de très forte puissance pour une application à la propulsion aéronautique hybride Lien : http://oatao.univ-toulouse.fr/19276/ -
E. Burguete, J. Lopez, I. Zubimendi, I. Larrazabal, Thierry A. Meynard, Guillaume Gateau,
Multilevel voltage source conversion approach : multiplexed choppersPages : 2329-2336 - Périodique : IET Power Electronics - Volume : 9 - N°: 12Lien : http://dx.doi.org/10.1049/iet-pel.2015.0721 -
Joseph Fabre, Philippe Ladoux, E. H. Solano Saenz, Guillaume Gateau, Jean Marc Blaquière,
Full SiC Multilevel Chopper for Three-Wire Supply Systems in DC Electric Railways Lien : http://www.esars-itec.org/ -
E. Burguete, J. Lopez, I. Larrazabal, I. Zubimzndi, Guillaume Gateau, Thierry A. Meynard,
A Multilevel Voltage Source Conversion Approach : Multiplexed ChoppersPériodique : IEEE Transactions on Power Electronics -
Nicolas Videau, Guillaume Fontès, Didier Flumian, Guillaume Gateau, Thierry A. Meynard, João Lucas da Silva, O. Verdu,
Non-isolated High Efficiency High Voltage Ratio DC-DC Converter for Hydrogen Battery using a 50kW PEM Fuel Cell -
Sébastien Sanchez, Damien Risaletto, Frédéric Richardeau, Guillaume Gateau,
Comparison and design of InterCell transformer structures in fault-operation for parallel multicell convertersPages : 3089-96Lien : http://dx.doi.org/10.1109/ECCE.2014.6953820 -
Thierry A. Meynard, Guillaume Gateau,
Onduleur de tension triphasé -
Eduard Hernando Solano Saenz (Auteur), Guillaume Gateau (Directeur de thèse),
Étude des convertisseurs multicellulaires série-parallèle et de leurs stratégies de commande, approches linéaire et prédictive : Study of multicell power converters and their control strategies based in linear and predictive approaches Lien : http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00002883/ -
Thierry A. Meynard, Guillaume Gateau,
Convertisseur MultiniveauxPages : 4-10 - Périodique : La Revue 3EI - N°: 72 -
Thierry A. Meynard, Guillaume Gateau,
Convertisseurs multicellulaires série - Principe, équilibrage naturel et modulation triphaséePages : 11-20 - Périodique : La Revue 3EI - N°: 72 -
Eduard Hernando Solano Saenz, Ana Maria Llor, Guillaume Gateau, Thierry A. Meynard, Maurice Fadel,
Control strategy with variable commutation instants for MPC based on two flying capacitors connected in parallel Lien : http://dx.doi.org/10.1109/EPE.2013.6634612 -
Mustapha Debbou, Jérémi Régnier, Antoine Picot, Guillaume Gateau,
Etude et mise en œuvre des concepts de logique combinatoire et séquentielle au travers d'une application de gestion des ressources Lien : http://dx.doi.org/10.1109/ESTS.2013.6523717 -
Eduard Hernando Solano Saenz, Ana Maria Llor, Maurice Fadel, M. Rivera, Thierry A. Meynard, Guillaume Gateau,
MPC Algorithms for Parallel MultiCell Converters Lien : http://dx.doi.org/10.1109/ECMSM.2013.6648944 -
B. Cougo, Guillaume Gateau, Thierry A. Meynard, M. Bobrowska-Rafal, Marc Cousineau,
PD Modulation Scheme for Three-Phase Parallel Multilevel InvertersPages : 690-700 - Périodique : IEEE Transactions on Industrial Electronics - Volume : 59 - N°: 2Lien : http://dx.doi.org/10.1109/TIE.2011.2158773 -
Thi Thuy Linh Pham, Frédéric Richardeau, Guillaume Gateau,
Real Time Monitoring for a Five-Level Double-Boost Power Factor Controller Including Post-Fault ReconfigurationPériodique : IEEE Transactions on Industrial Electronics - Volume : PP - N°: 99Lien : http://dx.doi.org/10.1109/TIE.2012.2225400 -
D. Floricau, Guillaume Gateau, Thierry A. Meynard,
New multilevel flying-capacitor inverters with coupled-inductors -
D.M.A. Avila, Bernardo Cougo, Thierry A. Meynard, Guillaume Gateau, M.A.S. Mendes,
Reconfigurable Parallel Interleaved Three-Phase Inverter for Aeronautical Applications Lien : http://dx.doi.org/10.1109/ESARS.2012.6387455 -
D. Floricau, E. Floricau, Guillaume Gateau,
New Multilevel Converters With Coupled Inductors: Properties and ControlPages : 5344-5351 - Périodique : IEEE Transactions on Industrial Electronics - Volume : 58 - N°: 12Lien : http://dx.doi.org/10.1109/TIE.2011.2112319 -
Bernardo Cougo, Thierry A. Meynard, Guillaume Gateau,
Parallel three-phase inverters: Optimal PWM method for flux reduction in InterCell TransformersPages : 2184-2191 - Périodique : IEEE Transactions on Power Electronics - Volume : 26 - N°: 8Lien : http://dx.doi.org/10.1109/TPEL.2011.2105509 -
Alexandre Leredde, Guillaume Gateau, Thierry A. Meynard,
A new 5-level topology allowing the balancing of the DC bus capacitors voltages -
Alexandre Leredde, Guillaume Gateau,
Control of the DC link capacitor voltage on a new four-level SMC based topology Lien : http://dx.doi.org/10.1109/ISIE.2011.5984439 -
Thi Thuy Linh Pham, Frédéric Richardeau, Guillaume Gateau,
Diagnosis strategies and reconfiguration of a 5-level double-boost PFC with fault-tolerant capability Lien : http://dx.doi.org/10.1109/ISIE.2011.5984440 -
B. Cougo, Guillaume Gateau, Thierry A. Meynard, Philippe Ladoux,
Modulation Strategies Applied to Series and Parallel Multilevel Inverters -
Thi Thuy Linh Pham, Frédéric Richardeau, Guillaume Gateau,
Short fail-safe capability and fault diagnosis strategies dedicated to a reconfigurable 5-level double-boost PFC Lien : http://ieeexplore.ieee.org/search/srchabstract.jsp?arnumber=6020289 -
Eduard Hernando Solano Saenz, Guillaume Gateau, Ana Maria Llor, Alexandre Leredde,
Strategy to Compensate a Band Transition in Phase Disposition (PD) Method for Parallel Converters -
Baptiste Trajin, Stéphane Caux, Marcel Grandpierre, Bruno Dagues, Bruno Sareni, Guillaume Gateau,
Concepts et illustrations de logique programmée sur automates programmables industriels pour la commande de process Lien : http://oatao.univ-toulouse.fr/21665/ -
Guillaume Gateau, Jérémi Régnier, Baptiste Trajin,
Étude du principe de fonctionnement d'une unité centrale de traitement CPU et interactions logiciel-matériel dans la commande d'un dispositif par calculateur Lien : http://oatao.univ-toulouse.fr/21666/ -
Guillaume Gateau, Thierry A. Meynard,
Current Control Strategies for Multicell ConvertersPages : 487-535 -
Thierry A. Meynard, Guillaume Gateau,
PWM Strategies for Multilevel ConvertersPages : 243-285 -
Guillaume Gateau (Directeur de thèse),
Etude, Commande et Mise en Oeuvre de Nouvelles Structures Multiniveaux Lien : http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00668376 -
D. Floricau, Guillaume Gateau, Alexandre Leredde,
New Active Stacked NPC Multilevel Converter: Operation and FeaturesPages : 2272-2278 - Périodique : IEEE Transactions on Industrial Electronics - Volume : 57 - N°: 7Lien : http://dx.doi.org/10.1109/TIE.2009.2033484 -
Guillaume Gateau, A. Morosov,
'Contrôle Numérique d'une Alimentation Sans Interruption (ASI) -
Thi Thuy Linh Pham, Frédéric Richardeau, Guillaume Gateau,
Fault Diagnosis and PD-PWM Reconfiguration of a 5-Level Double-Boost PFC with Fault-Tolerant Capability Lien : http://dx.doi.org/10.1109/IECON.2010.5675074 -
D. Floricau, E. Floricau, L. Parvulescu, Guillaume Gateau,
Loss balancing for Active-NPC and Active-Stacked-NPC multilevel converters Lien : http://dx.doi.org/10.1109/OPTIM.2010.5510438 -
R.M. Santos Filho, P.F. Seixas, P.C. Cortizo, Guillaume Gateau, E.A.A. Coelho,
Power system stabilizer for comunicationless parallel connected inverters Lien : http://dx.doi.org/10.1109/ISIE.2010.5636983 -
Guillaume Gateau, Jérémi Régnier, Ana Maria Llor,
VHDL code generation for FPGA implementation of digital control with co-simulation step Lien : http://dx.doi.org/10.1109/ICIT.2010.5472604 -
Guillaume Gateau,
Modulation and Control of MultiLevel Converters