Stage : stage de fin d'étude - simulations numériques pour la conception de capteurs emat - h/f

Détail de l'offre Informations générales Entité de rattachement Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat. Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs. Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international. Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales : • La conscience des responsabilités • La coopération • La curiosité Référence 2026-39032 Description de l'unité Situé sur le plateau de Saclay en région parisienne, au sein du CEA-LIST, le Département d'Instrumentation Numérique (DIN) développe des méthodes et outils de simulation et d'instrumentation pour les domaines du Contrôle Non Destructif (CND) visant à détecter des défauts dans les structures pour lesquelles la sécurité d'opération est primordiale (nucléaire, aéronautique, ferroviaire, pétrole…). Description du poste Domaine Electromagnétisme, génie électrique Contrat Stage Intitulé de l'offre STAGE de fin d'étude - Simulations numériques pour la conception de capteurs EMAT - H/F Sujet de stage Le stage porte sur la simulation de transducteurs ultrasonores EMAT appliqués au contrôle non destructif de matériaux métalliques. La génération d'ultrasons par EMAT repose sur l'interaction d'un champ électromagnétique dynamique induit par une bobine et d'un champ magnétique statique généralement produit par un aimant permanent. L'objectif du stage vise à optimiser le champ magnétique statique d'un EMAT. Les missions principales consistent en l'étude bibliographique de matériaux magnétiques pertinents, la réalisation d'études numériques paramétriques sur la géométrie et les propriétés de noyaux magnétiques pour la concentration des lignes de champs via un outil de simulation existant et en l'implémentation de la simulation d'électro-aimants par le biais de modèles non linéaires dans cet outil. Durée du contrat (en mois) 6 Description de l'offre En contrôle par ultrasons, les technologies de génération d'ondes élastiques dans la matière peuvent se scinder en 2 catégories principales : les capteurs avec couplage (capteurs piézoélectriques) et les capteurs sans couplage. Parmi ces derniers, on peut mentionner les pointes sèches, les ultrasons laser ou encore les EMAT (ElectroMagnetic Acoustic Transducer). Les EMAT présentent plusieurs avantages, leur mise en œuvre est relativement accessible (contrairement aux ultrasons laser), ils sont potentiellement sans contact (contrairement aux pointes sèches) et capable de générer une grande variété de types d'ondes élastiques (ondes de volume longitudinales, transverses, ondes de surface, ondes guidées…) tout en étant relativement insensibles à un état de surface complexe. Un EMAT est généralement constitué d'une bobine alimentée d'un courant alternatif générant des courants de Foucault dans un matériau conducteur, auxquels est superposé un champ magnétique statique produit par un aimant permanent. Cela résulte en des sources électromagnéto-élastiques dynamiques produisant à leur tour des ondes élastiques pouvant se propager dans le volume ou à la surface du matériau. Cette technologie peut donc être appliquée à des applications spécifiques comme les contrôles à grande vitesse ou en environnement sévère (haute température…). Cependant, la transduction EMAT est de faible rendement par nature et il est donc primordial d'optimiser la conception de ces capteurs. Lors d'un précédent stage, le développement d'un outil de simulation quantitatif du comportement d'un capteur EMAT a été initié via le logiciel éléments finis Comsol. L'outil permet notamment de simuler un inducteur réaliste et de considérer la présence de noyaux magnétiques permettant la concentration du champ magnétique. Il a notamment été montré que l'ajout d'un élément passif comme un noyau ferrite améliorait le rendement de 40%. Sur la base de ces premiers travaux, le stage portera sur l'optimisation du champ magnétique statique d'un EMAT. Les objectifs principaux sont de : Effectuer une étude bibliographique sur les matériaux magnétiques pouvant améliorer le rendement d'un capteur EMAT (constituants, orientation granulaire, anisotropie, possibilité d'usinage, propriétés magnétiques…). Réaliser des études paramétriques sur la géométrie et les propriétés des noyaux magnétiques permettant de concentrer les lignes de champs magnétiques. Implémenter la simulation d'électro-aimants pour remplacer les aimants permanents par le biais de modèles non-linéaires. Le stage est essentiellement numérique, mais une partie expérimentale peut être envisagée selon les envies du candidat. Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l'inclusion des travailleurs handicapés. Moyens / Méthodes / Logiciels Simulations numériques / Comsol Profil du candidat Le/la candidat.e prépare un diplôme de BAC5 (Master 2 ou dernière année d'école d'ingénieur) dans les domaines de la physique numérique, du magnétisme, de l'électromagnétisme et/ou de l'électrotechnique de puissance.