Chercheur - Chercheuse en Imagerie Passive Basse Fréquence Suivi Passif de l'État de Santé de Structures Immergées en Fluide Lourd H/F CNRS

Détail du poste

Le travail portera sur le suivi passif de l'état de santé de structures immergées en fluide lourd en poursuivant le développement des méthodes « Modal Strain Energy » et « Matched Field Processing » pour détecter et localiser un potentiel défaut en condition opérationnelle en fluide lourd.
Ce travail comporte des développements numériques et expérimentaux, et sera réalisé en collaboration avec des chercheurs et chercheuses du LMA des équipes « Ondes et Imagerie » et « Sons », et du laboratoire LISM du CEA Cadarache.
Ce projet de recherche s'inscrit dans la continuité de précédents travaux de thèse (soutenue au LMA en Décembre 2024) portant sur l' «Imagerie passive basse fréquence ». Ces travaux font suite à plusieurs études sur le sujet (thèses, stages et contrats) sur une période de plus d'une dizaine d'années.

Activités
Contexte général :
En vue du suivi de l'état de santé structurelle de cuves de réacteurs nucléaires, l'objectif global de ces travaux vise à développer des méthodes de détection et localisation passives de propriétés mécaniques d'une structure à partir des vibrations issues du bruit ambiant dans le réacteur. Les sources de bruit dans le réacteur peuvent être d'origines diverses. Étant donné la méconnaissance ou la difficulté pour déterminer la nature du bruit ambiant dans le réacteur (spectre, distributions spatiale et temporelle, niveaux), l'approche consiste à développer des méthodes passives en déterminant leurs conditions d'emploi mais ne se référant pas à une configuration particulière avec un spectre de bruit particulier.
Les travaux effectués jusqu'à présent se sont concentrés sur le développement de méthodes de monitoring de structures pour deux types de bruit ambiant : bruit d'origine acoustique et bruit d'origine mécanique/vibratoire. Deux méthodologies de suivi de l'état de santé d'une structure à partir d'une analyse modale expérimentale de la structure ont été proposées :
- La détection et localisation d'un potentiel défaut par la méthode de Modal Strain Energy (MSE) à partir de l'analyse des déformées modales issues de l'identification modale,
- Ou alternativement la détection et localisation d'un potentiel défaut par la méthode de Matched Field Processing (MFP) à partir de la reconstruction d'un modèle de réponse de la structure inspectée à partir des paramètres modaux prédits par identification modale.
Les approches ont été testées en fluide léger en analysant de façon découplée un bruit ambiant aléatoire issu de sources mécaniques puis acoustiques.
L'objectif est de poursuivre ces travaux sur le développement des méthodes « Modal Strain energy » (MSE) et « Matched Field Processing » (MFP pour détecter et localiser un potentiel défaut sur plusieurs géométries de structures en fluide lourd et pour des configurations de sources aléatoires non connues se rapprochant davantage des conditions opérationnelles. Les travaux prévus ont vocation à faire l'objet de publications scientifiques.
L'étude comporte trois volets :
- L'analyse modale opérationnelle pour extraire les modes du milieu sondé,
- Des développements algorithmiques et expérimentaux sur la méthode MSE
- Et des développements algorithmiques et expérimentaux sur la méthode MFP.
- Le travail vise à considérer l'aspect parcimonieux des points de mesures
Les travaux envisagés sont les suivants :
- Mise en oeuvre d'expériences de vibration en cuve
- Conduite de l'analyse modale opérationnelle pour davantage de géométries et avec un nombre de capteurs réduit
- Mise en oeuvre de la méthode MSE sur une structure cylindrique immergée en eau et analyse de sensibilité
- Développements algorithmiques et expérimentaux sur la méthode MFP avec reconstruction de la réponse vibratoire à partir de mesures vibratoires et acoustiques

Compétences
- Thèse de doctorat en acoustique, mécanique
- Compétences en Vibro-acoustique, traitement du signal, traitement d'antenne
- Compétence et intérêt pour mener des expériences en milieu contrôlé (expériences en cuve)
- Connaissance de Matlab ou Python requise
- Connaissance d'un logiciel de simulation numérique tel que Comsol Multiphysics serait également appréciée
- Excellente maîtrise de l'anglais
- Capacité à travailler en équipe et esprit d'initiative

Contexte de travail

Le projet s'inscrit dans le cadre du laboratoire commun MISTRAL entre Aix-Marseille Université/CNRS/Centrale Marseille et le CEA qui vise à anticiper, prévenir et remédier autant que possible aux défaillances des systèmes complexes multi-échelle accueillant des phénomènes multi-physiques afin d'accroître leur sûreté en conditions opérationnelles. Le candidat ou la candidate intègrera l'équipe « Ondes et Imagerie » et travaillera également en collaboration avec des chercheurs et chercheuses de l'équipe « Sons » et du laboratoire LISM du CEA Cadarache, partenaire sur ce projet de recherche. Ce contrat sera réalisé au LMA (Marseille) et au CEA (Cadarache).
Le LMA est une unité mixte de recherche AMU-CNRS-Centrale Méditerranée (UMR 7031) dont les tutelles sont Aix-Marseille Université (AMU), CNRS et Centrale Marseille (ECM).
Le LMA regroupe environ 110 personnes, dont 70 permanents et une quarantaine de doctorants - doctorantes/post-doctorants - post-doctorantes. Le LMA a des compétences reconnues nationalement et internationalement dans les domaines de la Mécanique des Solides et de l'Acoustique.
Le projet s'inscrit dans le cadre du laboratoire commun MISTRAL entre Aix-Marseille Université/CNRS/Centrale Marseille et le CEA qui vise à anticiper, prévenir et remédier autant que possible aux défaillances des systèmes complexes multi-échelle accueillant des phénomènes multi-physiques afin d'accroître leur sûreté en conditions opérationnelles. Le candidat ou la candidate intègrera l'équipe « Ondes et Imagerie » et travaillera également en collaboration avec des chercheurs et chercheuses de l'équipe « Sons » et du laboratoire LISM du CEA Cadarache, partenaire sur ce projet de recherche. Ce contrat sera réalisé au LMA (Marseille) et au CEA (Cadarache).

Contraintes et risques

Le candidat ou la candidate sera amené(e) à se déplacer sur le site du CEA Cadarache sur plusieurs jours pour mettre en oeuvre et mener des expérimentations dans une des cuves du CEA.