Doctorant (H/F)

Sujet de thèse :
Modélisation électromagnétique et thermique des aimants REBCO haute performance.
Ce sujet s'inscrit dans le projet : Suprafusion PC 3 SF-Protection
Description synthétique :
Les conducteurs hTc sont disponibles sous la forme de couches minces (quelques microns) déposés sur des rubans larges (quelques mm). Un premier outil de modélisation a été développé au G2Elab dans la plateforme MIPSE (équipe MAGE) pour prédire et interpréter l'évolution de la distribution de la densité de courant dans les bobinages ce qui permet de prévoir très précisément l’évolution de la tension ainsi que du champ magnétique produit. Cet outil s’appuie sur une approche innovante : une formulation basée sur la méthode des volumes finies assurant de manière assez forte la conservation des flux et des courants ainsi qu’un couplage naturel avec les circuits électriques. L’objectif de cette thèse sera de contribuer au développement des outils de modélisation d’applications supraconductrices dans la plateforme MIPSE, à la fois en 2D axisymétrique et en 3D. Cette thèse sera menée dans une collaboration forte entre chercheurs travaillant sur les applications supraconductrices au G2Elab (MADEA) et à l’Institut Néel, et chercheurs travaillant sur la modélisation électromagnétique au G2Elab sein de l’équipe MAGE.

Missions :
• Un premier objectif sera notamment de coupler aux modèles électromagnétique 2D et 3D existants un modèle thermique afin de rendre compte de la dépendance en température de la loi de comportement E(J) et d’étudier l’impact de cette dépendance sur le comportement des conducteurs et leurs applications. Cela permettra d’évaluer les pertes transitoires des bobines supraconductrices REBCO ainsi que l’étude des dynamiques d’avalanche thermique lorsque le courant critique est dépassé localement (phénomène de quench). Les applications visées vont des aimants forts champs très compacts aux câbles multi-ruban constituant les applications de très grande taille comme les aimants de fusion. Des validations seront effectuées en collaborations avec d’autres laboratoires français (GeePs, Green) ou internationaux développant de tels outils, ainsi que par comparaison à des données expérimentales obtenues dans l’équipe sur des cas simples.
• Le deuxième objectif sera de mettre en œuvre ces outils de modélisation pour améliorer l’analyse des données expérimentales complexes issues des activités de caractérisation expérimentale menées en parallèle dans l’équipe à Grenoble. Le doctorant sera amené à participer à des campagnes de mesures voire à proposer des mesures permettant de compléter la validation des modèles. Les modèles seront également appliqués pour la simulation de dispositifs développés par des partenaires du PEPR Suprafusion, notamment au CEA en ce qui concerne les conducteurs très forts courant, ainsi que dans d’autres collaborations internationales.
• Enfin, une exploration sera menée pour la prise en
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