LE CEA LE RIPAULT FORME

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Type de contrat doctorat

ELECTROMAGNETISME

Sujet :

Modélisation et développement d’un moyen de mesure de permittivité à haute température

Contexte :

Les contraintes environnementales (température, mécanique,…) influent sur les propriétés électromagnétiques des matériaux diélectriques et/ou magnétiques. Ainsi, au-delà d’une température de transition, les matériaux non métalliques convergent vers un comportement métallique. Dans le cadre du dimensionnement de nos systèmes, il est indispensable de connaître ces températures de transition afin de définir le matériau qui répondra aux besoins spécifiés. Ces températures sont généralement situées au-delà de 1000°C et les moyens de mesures actuellement utilisés au laboratoire permettent uniquement des caractérisations de propriétés électromagnétiques jusqu’à 350°C.
Le moyen de mesures envisagé nécessitera une étude multi-physique. En l’état, les contraintes de conduction thermique imposent une approche de la mesure électromagnétique en espace libre. La réflexion devra être menée en considérant un ensemble de paramètres liés aux contraintes de mise en oeuvre :

  • Le choix du système de chauffage afin de garantir une isotropie thermique du matériau à caractériser.
  • Le dimensionnement d’un four dont les parois diélectriques seront suffisamment éloignées pour minimiser l’incidence thermique et dont les propriétés électromagnétiques connues permettront de remonter à la permittivité diélectrique de l’échantillon mesuré.
  • La définition et le choix des matériaux permettant une étanchéité thermique du four.
  • La prise en compte des rayonnements thermiques dans la détermination de la permittivité diélectrique de l’échantillon mesuré.

Objectif de la thèse :

L’objectif de cette thèse se décline en deux parties principales :

  • Modéliser, développer et assembler le moyen de mesure en permittivité matériaux jusqu’à au moins 1500°C.
  • Valider sur le plan métrologique les mesures obtenues, par intercomparaisons avec des moyens existants jusqu’à leur température seuil et en effectuant la propagation des incertitudes des principaux contributeurs au résultat.

Déroulement de la thèse :

Durant la thèse, le(a) candidat(e) travaillera sur une étude multi-physique en interaction avec les experts CEA et de son école doctorale. Dans un premier temps, le(a) candidat(e) devra s’approprier l’état de l’art existant sur la thématique afin d’identifier les verrous technologiques, de valider le choix de la méthode en espace libre ou de proposer une alternative plus efficiente. Dans un second temps, le(a) candidat(e) devra effectuer l’analyse multi-physique du moyen et mettre en oeuvre les analyses, les simulations, les expérimentations, … permettant le dimensionnement d’un moyen prenant en compte l’ensemble des contraintes tout en fournissant la mesure en permittivité souhaitée avec les meilleures incertitudes possibles. Pour finir, le(a) candidat(e) aura à sa charge l’assemblage du moyen, la mise en sécurité de ce dernier et la réalisation des premières mesures et leur validation par intercomparaison avec d’autres moyens existants.

Directeur de thèse et école doctorale :

TANTOT Olivier
Olivier.tantot@xlim.fr
Xlim – 87000 Limoges

Encadrant :

CHARLES Michaël
CEA Le Ripault – 37260 Monts
Tél. : 02.47.34.40.00– michael.charles@cea.fr

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