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Mesures d'émissivité sur des échantillons en tungstène pour l'étalonnage des systèmes de thermographie IR

Un des défis soulevé par le tokamak ITER (International Themonuclear Experimental Reactor) concerne la conception et l'exploitation des composants face au plasma qui devront supporter des flux de chaleur très élevés (jusqu'à 10MW.m-2 en régime stationnaire). Le projet WEST (Tungsten (W) Environment in Steady-state Tokamak), qui repose sur la transformation du tokamak Tore Supra en machine métallique, a pour objectif de tester les composants prévus dans ITER (notamment la tenue vis-à-vis du plasma et le vieillissement). Ces composants sont activement refroidis et composés de cibles en tungstène. WEST permettra aussi de mettre au point l’ensemble des procédures d’opération et de surveillance des composants actuellement assurée par des systèmes de thermographie infrarouge (IR). Le but est de maintenir le composant dans la gamme de température prévue afin d'éviter l'évaporation ou la fonte du matériau. Un des paramètres clé nécessaire à l'étalonnage et au bon fonctionnement du système IR est l'émissivité du composant. A température donnée, l'émissivité correspond au flux radiatif émis par le composant par rapport à celui émis par un corps noir. L'objectif du stage est de mesurer l'émissivité de plusieurs échantillons en tungstène en fonction de la température du composant mais aussi de la longueur d'onde dans la gamme infrarouge (typiquement entre 1 et 5 micromètres).

Le banc de test prévu à cet effet est constitué d'une enceinte à vide, d'un élément chauffant, d'un système de mesure multi-spectral et d'un thermocouple pour déterminer la température de référence. Plusieurs échantillons seront analysés (selon le type de fabrication et l'usinage du tungstène). Le plan de travail est le suivant :

1. Réglage et optimisation du système pour atteindre les températures requises (entre 20 et 1000°C).

2. Vérification du bon fonctionnement du banc de test avec des échantillons calibrés (émissivité connue)

3. Mesure sur les échantillons tungstène disponibles et analyse des résultats.

 

Formation souhaitée : Ingénieur/Master - Physique des matériaux

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