Caractérisation de matériaux magnétiques en 1D et 2D en fonction de la température dans une large gamme d’amplitudes et de fréquences

Présentation du Laboratoire

Ampère est issu, en 2007 :

de la fusion du CEGELY (Centre de Génie Electrique de Lyon) et du LAI (Laboratoire d’Automatique Industrielle de Lyon), et

de l’intégration de chercheurs spécialisés en Microbiologie Environnementale …

Contractualisé avec le CNRS et 3 établissements lyonnais (ECL, INSA, UCBL), Ampère compte plus de 180 collaborateurs

Direction : Christian Vollaire, Professeur à l’ECL

Mots-clefs :

Matériaux du Génie électrique, Électronique de puissance, Haute-tension, Compatibilité électromagnétique, Modélisation électromagnétique, Systèmes de stockage de l’énergie électrique

Contrôle-commande, Mécatronique, Fluid power, Robotique médicale, Diagnostic et sûreté de fonctionnement

Transferts de gènes et adaptation bactérienne, Ingénierie écologique

Sujet :
Ce projet concerne la caractérisation magnétique de matériaux doux au sens large. La personne recrutée
travaillera sur deux bancs existants de caractérisations distincts, mais qui restent tous deux à perfectionner, lors
d’une thèse par exemple.
Un premier banc 1D moyenne fréquences (1kHz-1MHz), plutôt destiné pour des matériaux utilisés en
électronique de puissance (EP) doit être perfectionné en vérifiant que ce dernier est capable de mesurer correctement
les propriétés magnétiques de l’échantillon lorsqu’il est soumis à une température variable. En effet, les matériaux
ferrites grandement utilisés en EP sont très sensibles à la température. Connaître leurs propriétés magnétiques en
fonction de la température est un avantage certain pour le dimensionnement de composants magnétiques tels que les
inductances et transformateurs.
Un deuxième banc 2D basse fréquence (qqHz – 200 Hz) capable de mesurer pour différentes températures,
unique en Europe, destiné à la caractérisation de tôles magnétiques pour des applications électrotechniques (moteurs,
transformateurs BF, capteurs de courant,…) doit être perfectionné pour caractériser des matériaux (FeSi GO,
FeNi,...) présentant une forte anisotropie de propriétés magnétiques sur toute leur plage d’induction (jusqu’à
saturation). La difficulté réside, ici, en partie sur l’asservissement de la forme d’onde dans les deux directions afin de
maintenir une induction parfaitement circulaire dans l’espace. Les propriétés magnétiques étant non-linéaire et
anisotropes, l’algorithme d’asservissement doit être très performant.

Profil recherché : Une bonne maîtrise expérimentale d’appareils de laboratoire (GBF, oscilloscopes,
thermocouples, fer à souder) est indispensable pour mener à bien ce genre de projets. Une appétence pour la
programmation (en Matlab et Python) d'objets connectés en usb sous environnement windows ou linux serait un plus, car ça fait partie de l'environnement des bancs actuels. Connaissances de bases en électromagnétisme (loi de Lenz, théorème d'Ampère, matériaux ferromagnétiques....). Personnes intéressées par la métrologie.
Compétences acquises à l'issue du stage : Une (première ?) expérience de concrétisation de programmation de
logiciels pilotant des objets physiques dans le but de réaliser des mesures magnétiques précises dans un cadre
normatif. Des connaissances pratiques et complètes autour des matériaux magnétiques doux pour l’électrotechnique et l'électronique de puissance (perméabilité, pertes fer, hystérésis, température de Curie,...).