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1 sujet IRFM

Dernière mise à jour : 17-06-2018


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• Mécanique, énergétique, génie des procédés, génie civil

 

Modélisation mécanique des câbles supraconducteurs pour les aimants de fusion sous chargements électromagnétiques et thermiques cycliques

SL-DRF-18-0581

Domaine de recherche : Mécanique, énergétique, génie des procédés, génie civil
Laboratoire d'accueil :

Service Tokamak Exploitation et Pilotage (STEP)

Groupe Cryomagnétisme

Cadarache

Contact :

Alexandre Torre

Frédéric LEBON

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-09-2018

Contact :

Alexandre Torre

CEA - DRF/IRFM/STEP

0442257442

Directeur de thèse :

Frédéric LEBON

Aix-Marseille Université - LMA

04.84.52.42.22

Les grands aimants de fusion sont constitués de câbles supraconducteurs utilisant des brins en Niobium-étain (Nb3Sn) et opérant à 4,5K. Ce matériau, devenu la référence des projets actuels, présente l’inconvénient d’être extrêmement sensible à la déformation. Or ces aimants sont soumis à des chargements mécaniques intenses et cycliques (dilatation différentielle thermique, force de Lorentz) qui conduisent à la dégradation de leurs propriétés. Cela introduit une incertitude quant aux performances finales des aimants, et peut conduire à la restriction de l’opération de la machine, et aller jusqu’à provoquer des transitions résistives (quenchs) prématurées. L’enjeu de la thèse est d’aborder la mécanique fine de ces câbles, et d’identifier les paramètres de design et de chargement qui conduisent à la dégradation des performances. Cette thèse se base sur un travail déjà engagé par l’École Centrale Supelec, le CEA et ITER dans le cadre du développement d’un code de calcul (Multifil) modélisant les brins supraconducteurs et leurs déformations sous chargement mécanique. La thèse comporte une partie numérique (développement et amélioration du code Multifil), des analyses d’essais (sur des câbles ITER) et une partie expérimentale permettant de qualifier et améliorer le modèle. La thèse se déroulera pour partie à l’École Centrale Supelec et pour partie au CEA Cadarche.
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