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Thèse : mesure et modélisation de la déformation induite par l’aimantation - POURVUE

Contexte :
L’aimantation des matériaux magnétiques doux est responsable de déformations, qui peuvent être utilisées en actionnement ou contribuer aux bruits et vibrations des transformateurs et moteurs électriques. La maîtrise des vibrations de ces systèmes requiert une bonne compréhension des sources de déformation, du comportement électromécanique du matériau et de son évolution. Il s’agit d’un enjeu important pour l’utilisation et la conception de dispositifs électromécaniques embarqués comme les transformateurs ferroviaires.
Ces déformations ont pour origine, d’une part les forces magnétiques qui apparaissent aux surfaces des matériaux, et d’autre part la déformation de magnétostriction qui est une déformation en volume du matériau aimanté. Les contributions de ces deux types de déformations sont responsables d’un effet de forme (la déformation totale d’une pièce dépend de ses caractéristiques géométriques). La proportion de ces contributions n’est pas maîtrisée à ce jour, ce qui complique la prise en compte des déformations dans la conception de ces composants.

Objectifs :
L’objectif de cette thèse est d’apporter une meilleure compréhension des déformation de ces systèmes, en conjuguant deux approches : une approche locale, basée sur l’étude du comportement du matériau sous l’effet d’un champ magnétique, et une étude globale du système soumis à un chargement réaliste, tenant compte du contenu harmonique (électronique de puissance pilotée en MLI) plus ou moins riche en fonction des applications. La prise en compte de ces deux échelles devrait engendrer un saut de connaissance propice aux avancées scientifiques et technologiques.

Moyens expérimentaux et numériques :
Un dispositif d’étude expérimental des déformations est actuellement en développement pour alimenter nos réflexions et valider nos modèles, ce dispositif devra être couplé à des alimentations pour obtenir une caractérisation plus complète des comportements électro-magnéto-mécaniques. La modélisation du système sera effectuée au moyen de codes de calcul électromagnétiques et mécaniques disponibles dans nos laboratoires.

Moyens financiers :
Le doctorant sera financé par une allocation du Collegium UTC/CNRS d’un montant brut mensuel de 1757€ (compléments de salaires envisagés : contrat doctoral, participation d’industriels…). Les frais de thèse (matériaux, équipements, déplacements…) seront financés par un consortium projet et partenaires industriels.

Compétences requises :
Le candidat doit être titulaire d’un master ou diplôme d’ingénieur dans l’un des domaines scientifiques de la thèse : génie électrique (avec notion de modélisation des matériaux magnétiques) ou mécatronique ou mécanique des matériaux (notions d’électromagnétisme). Il devra faire preuve d’adaptabilité, d’ouverture, d’autonomie et d’un bon sens de la communication.

Contact :
LEC : Vincent LANFRANCHI : 03 44 23 45 14 Courriel : vincent.lanfranchi@utc.fr
ROBERVAL : Nicolas BUIRON : 03 44 23 44 23 Courriel : nicolas.buiron@utc.fr