Quelles sont les missions ?

A la suite de votre diplôme d'ingénieur, vous souhaitez effectuer une thèse au sein d'un organisme de recherche et de développement.

Le laboratoire LMCM propose le sujet de thèse suivant : Matériaux sobres, architecturés et à taille de grain contrôlée pour nouveaux composants magnétiques à haute fréquence

RÉSUMÉ DU SUJET :
L'émergence de la haute fréquence (> 1 MHz) utilisant la technologie GaN ouvre la voie à une amélioration importante du rendement et de la compacité des convertisseurs de puissance avec un bénéfice environnemental (rendement énergétique de conversion, réduction de la masse pour la mobilité, longévité) et économique (enjeux de compétitivité et marchés très importants) à court terme. Pour atteindre ces gains, cette technologie nécessite des composants magnétiques parfaitement calibrés en termes de propriétés électriques à haute fréquence. De même, l'intégration de multiples fonctions au sein d'un dispositif électromagnétique communicant large bande pour répondre aux enjeux de réduction de masse et d'augmentation de la compacité, nécessite le développement et la maitrise de nouvelles techniques d'élaboration.
La fabrication additive (FA) multi-matériaux offre des possibilités pour élaborer des architectures innovantes au sein de composants électromagnétiques. La sobriété intrinsèque des procédés de FA permet également de minimiser les apports de matière et d'énergie lors de l'élaboration.

Toutefois, la conception de composants performants nécessite de mieux connaitre les relations entre les propriétés et les microstructures qui découlent de la FA. La caractérisation de la distribution de taille de grain et la compréhension de son rôle sur la magnétisation des matériaux sont au coeur du sujet proposé. Ces paramètres déterminent les processus dynamiques (ancrage et vibration des parois de domaines). L'optimum est en général obtenu pour des grains de taille peu dispersée et comparable à celle des domaines (1-2 ¿m) pour minimiser les pertes des transformateurs. Pour les absorbants magnétiques, qui permettent de réduire le bruit électromagnétique entre composants et donc la puissance consommée (enjeu de sobriété énergétique), l'optimum se situe à la taille de grains juste supérieure pour ajuster la résonance de paroi à la fréquence d'absorption visée.

Les travaux de thèse ont pour objectif d'établir ces relations dans le cas de procédés déjà abordés au DTNM (stéréolithographie) dans le cadre de la thèse et encours de déploiement (binder jetting et robocasting).

On s'attachera à caractériser les processus de paroi en déterminant les tailles de domaines magnétiques dans différents échantillons issus de la FA et présentant des structures homogènes, puis des gradients ou des
interfaces entre matériaux. Ces données seront corrélées aux caractérisations magnétiques (mesures de perméabilité en fréquence, avec
application d'un champ, d'une contrainte mécanique ou d'une température) effectuées au CEA/Le Ripault.

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Quel est le profil idéal ?

Vous venez d'obtenir il y a moins de 2 ans votre diplôme Bac+5 en Sciences de matériaux et vous souhaitez vous lancer dans un projet à 3 ans dans le but de préparer et obtenir un doctorat.
Vous avez au cours de votre parcours eu l'occasion de travailler sur les thématiques du sujet de thèse et vous souhaitez approfondir ce sujet.

Pourquoi les rejoindre ?

Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche. Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions : . la défense et la sécurité . l'énergie nucléaire (fission et fusion) . la recherche technologique pour l'industrie . la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie). Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.

 
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