Optimisation topologique multi-matériaux robuste

CEA; Saclay; Sur place; EUR 40 000 - 60 000; Plein temps

Résumé du poste

Un institut de recherche à Saclay propose une thèse sur l'optimisation topologique multiphysique appliquée à la conception d'électroaimants supraconducteurs pour IRMs. Les candidats doivent avoir un diplôme d'ingénieur ou un Master 2. Cette thèse visera à améliorer les designs en tenant compte des contraintes de fabrication et des exigences d'homogénéité. La date de disponibilité est le 01/10/2026. Contact: François Di Paola.

Qualifications

• Diplôme d'ingénieur requis.
• Master 2 recommandé.

Responsabilités

• Optimisation topologique multiphysique pour électroaimants.
• Formaliser des contraintes de fabrication pour le design.
• Produire des designs d'aimants avec contraintes d'homogénéité.

Formation

Diplôme d'ingénieur

Master 2

Description du poste

Description du sujet de thèse

Domaine

Sciences pour l'ingénieur

Sujets de thèse

Optimisation topologique multi-matériaux robuste sous contrainte de fabricabilité appliquée au design d'aimant supraconducteur pour les IRMs haut champ

Contrat

Thèse

Description de l'offre

Les scanners IRM sont des outils très précieux pour la médecine et la recherche, dont le fonctionnement repose sur l'exploitation des propriétés des noyaux atomiques plongés dans un champ magnétique statique très intense. Celui-ci est généré, dans la quasi-totalité des scanner IRM, par un électroaimant supraconducteur.

La conception des électroaimants pour les IRM doit répondre à des contraintes très exigeantes sur l'homogénéité du champ produit. De plus, à mesure que le champ magnétique devient plus intense, les forces s'exerçant sur l'électroaimant augmentent et font émerger le problème de la tenue mécanique des bobinages. Enfin, la "fabricabilité" de l'électroaimant impose des contraintes sur les formes des solutions acceptables. La conception des électroaimants supraconducteurs pour les IRM demande donc un effort minutieux d'optimisation du design, soumise à des contraintes basée sur une modélisation multiphysique magnéto-mécanique.

Une nouvelle méthodologie innovante d'optimisation topologique multiphysique a été développée, sur la base d'une méthode à densité (SIMP) et d'un code de calcul par éléments finis. Celle-ci a permis de produire des designs d'aimants satisfaisant les contraintes sur l'homogénéité du champ magnétique produit et sur la tenue mécanique des bobinages. Toutefois, les solutions obtenues ne sont pas fabricables en pratique, tant du point de vue de la fabricabilité des bobines (enroulements des câbles) que de son intégration avec une structure portante (maintien des bobines par une structure en acier).

L'objectif de cette thèse est d'enrichir la méthode d'optimisation topologique amorcée en formalisant et en implémentant des contraintes de fabrication liées à manière de bobiner, aux contraintes résiduelles résultant d'une pré-tension des câbles au bobinage, et également à la présence d'un matériau de structure pouvant reprendre les efforts transmis par les bobines.

Université / école doctorale

Sciences pour l'Ingénieur
UT Compiègne

Localisation du sujet de thèse

Site

Saclay

Critères candidat

Formation recommandée

Diplôme d'ingénieur, master 2

Disponibilité du poste

01/10/2026

Personne à contacter par le candidat

DI PAOLA François
[e-mail]
CEA
DES/DM2S/SEMT/LM2S
CEA Paris-Saclay
91191 Gif-sur-Yvette
01 69 08 95 82

Tuteur / Responsable de thèse

FEISSEL Pierre
[e-mail]
UT Compiègne
Laboratoire Roberval
Laboratoire Roberval
Centre de recherche de Royallieu
rue du docteur Schweitzer, CS 60319
60203 Compiègne Cedex France

En savoir plus