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TITRE DU SUJET DE THÈSE :
Caractérisation non destructive de matériaux magnétiques sous contraintes par méthodes électromagnétiques
DIRECTEURS DE THÈSE :
DANIEL, Laurent, [email protected]
LE BIHAN, Yann, [email protected]
ÉQUIPE D’ACCUEIL : LGEP, UMR 8507
DESCRIPTIF ET APPORT DU TRAVAIL DE THÈSE :
Les méthodes électromagnétiques pour le contrôle non destructif (CND) sont désormais devenues classiques
pour la détection de défaut dans les matériaux conducteurs. Leur principe repose sur l’induction de courants de
Foucault dans le matériau par l’application d’un champ électromagnétique variable. Ces courants induits
dépendent de la géométrie de la pièce étudiée, de sa conductivité électrique et de sa perméabilité magnétique.
La mesure du champ créé par les courants de Foucault peut ainsi permettre de retrouver les propriétés
géométriques et constitutives de la pièce.
Parmi les configurations de contrôle encore mal maitrisées à ce jour figure celle où le contrôle est effectué sur
un matériau ferromagnétique soumis à des contraintes mécaniques. En effet, Les comportements magnétique et
mécanique des matériaux ferromagnétiques sont fortement couplés. La contrainte va significativement modifier
la perméabilité magnétique du matériau, et ainsi influer sur la mesure. De plus, cet état de contrainte est bien
souvent hétérogène, ce qui complique la prise en compte de cet effet.
Le travail de thèse proposé vise à étudier l’effet des contraintes sur les courants de Foucault dans les matériaux
ferromagnétiques. Le problème est abordé à la fois à travers une approche expérimentale et par le
développement des outils de modélisation numérique correspondants.
- Contexte de la recherche
Ce travail de thèse s’inscrit dans une démarche de recherche pour intégrer l’effet des contraintes mécaniques
dans les systèmes d’analyse CND. A terme les méthodes développées devraient permettre non seulement de
tenir compte de l’état de contraintes dans l’analyse par courants de Foucault, mais également d’envisager des
dispositifs d’identification inverse de l’état de contraintes par mesures électromagnétiques.
- Bref descriptif scientifique et pré requis
Le doctorant aura pour mission de participer à la mise en place d’un outil de caractérisation par courants de
Foucault des matériaux ferromagnétiques sous contraintes. Ce travail sera mené dans le cadre du
développement de la plateforme de caractérisation du LGEP. Le doctorant sera ensuite chargé de la
modélisation des résultats obtenus. L’aspect modélisation recouvre deux aspects essentiels : la détermination de
lois de comportement magnéto-mécanique sur la base des outils multi-échelles disponibles au laboratoire et leur
implantation au sein d’un outil de simulation électromagnétique par éléments finis.
Le candidat pourra être issu d’horizons assez variés (Master en Génie Electrique, Instrumentation, Science des
Matériaux ou Mécanique). Il devra disposer des notions de base en électromagnétisme et en modélisation
numérique. Un goût pour les projets pluridisciplinaires et pour le développement d’outils de modélisation est
indispensable. Le candidat devra en outre avoir la volonté de s’investir dans le développement de dispositifs de
caractérisation expérimentale.
- Compétences acquises lors du travail de thèse
La thématique abordée est fortement pluri-disciplinaire. Elle permettra au doctorant d’acquérir des
compétences solides dans les domaines de l’instrumentation et de la modélisation en science des matériaux
(avec application en mécanique et en électromagnétisme), en se concentrant sur les phénomènes couplés. La
complémentarité entre aspects numériques et expérimentaux sera un atout pendant et après la thèse.
Le doctorant sera amené à collaborer avec différents chercheurs et avec des industriels, ce qui constituera une
bonne expérience dans la conduite de projets. Il sera bien sûr amené à présenter ses travaux dans des
conférences internationales et à publier ses résultats dans des revues internationales.