Thèse Caractérisation de Matériaux Magnétiques en 1D et 2D dans une Large Gamme d'Amplitude de Fréquence et de Température. H/F

Doctorat_Gouv

Établissement : Université Claude Bernard Lyon 1
École doctorale : EEA - Electronique, Electrotechnique, Automatique de Lyon
Laboratoire de recherche : Laboratoire Ampère
Direction de la thèse : Fabien SIXDENIER ORCID 0000000259372576
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-30T23:59:59

Objectifs de la thèse:

Les objectifs de la thèse sont de pouvoir étudier les propriétés magnétiques de matériaux
magnétiques doux dans des limites inexplorées. Plus particulièrement, il est attendu de pouvoir solliciter le matériau sous champ proche de la saturation du matériau, simultanément sous contrainte thermique et de mesurer les pertes magnétiques avec précision. Des collaborations et comparaisons de résultats avec l'Institut National de Recherche en Instrumentation et en Métrologie (INRIM) de Turin pourront être menées afin d'aboutir à un standard de mesure des pertes en 2D & Température. De plus, ces données expérimentales serviront à édifier des modèles comportementaux de ces phénomènes complexes. En effet, la communauté de modélisation est en attente de nouveaux modèles et de systèmes de mesure fiables sur lequel elle pourrait s'appuyer pour confronter les résultats de leurs modèles à des mesures expérimentales.


Verrous scientifiques :
- dépasser les limites des systèmes de caractérisation magnétique existants en particulier :
- repousser les limites d'amplitude, de fréquence et de température actuelles
- améliorer la robustesse des algorithmes de contrôle des formes d'onde dans des
conditions extrêmes.
- mise au point de mesures de pertes par une méthode thermique
- comparaison systématique de certains résultats avec d'autres équipes internationales et
publications communes.
- Mise à disposition des résultats de mesure pour la communauté 'modélisation de
matériaux magnétiques'

Le contexte scientifique adresse les problématiques de caractérisation des matériaux magnétiques dans des limites inexplorées afin de pouvoir améliorer le densité de puissance volumique ou/et massique des applications du génie électrique (moteurs, transformateurs, inductances,...).

Objectifs de la thèse:

Les objectifs de la thèse sont de pouvoir étudier les propriétés magnétiques de matériaux
magnétiques doux dans des limites inexplorées. Plus particulièrement, il est attendu de pouvoir solliciter le matériau sous champ proche de la saturation du matériau, simultanément sous contrainte thermique et de mesurer les pertes magnétiques avec précision. Des collaborations et comparaisons de résultats avec l'Institut National de Recherche en Instrumentation et en Métrologie (INRIM) de Turin pourront être menées afin d'aboutir à un standard de mesure des pertes en 2D & Température. De plus, ces données expérimentales serviront à édifier des modèles comportementaux de ces phénomènes complexes. En effet, la communauté de modélisation est en attente de nouveaux modèles et de systèmes de mesure fiables sur lequel elle pourrait s'appuyer pour confronter les résultats de leurs modèles à des mesures expérimentales.

Programme de recherche et démarche scientifique proposée:
Année 1 : Prise en main du sujet et premières expérimentations
- Étude approfondie de la bibliographie sur les techniques de caractérisation existantes
(mesures invasives et non-invasives, contrôle des formes d'onde, amplification).
- Familiarisation avec le banc d'essai et les instruments de mesure disponibles.
- Réalisation de premières expérimentations pour comprendre les limitations actuelles du
système.
- Proposition d'améliorations potentielles sur le plan matériel et logiciel.
- Premiers essais d'optimisation des algorithmes de contrôle des formes d'onde d'excitation
(améliorations logicielles).

Année 2 : Développement et optimisation des solutions techniques
- Mise en place d'un premier prototype pour améliorer la puissance des amplificateurs
(amélioration logicielles validées en année 1).
- Tests et comparaisons entre mesure invasive et non-invasive (échantillons percés ou non).
- Validation expérimentale des améliorations proposées (améliorations matérielles et
logicielles confondues).
- Tests et optimisation des nouvelles limites de performances des systèmes de
caractérisation développés.

Année 3 : Consolidation et valorisation des résultats
- Comparaison approfondie avec d'autres équipes de recherche internationales.
- Analyse des écarts entre les différentes approches et explication des divergences
observées corrélées aux matériels et méthodologies employés sur chacun des systèmes de
caractérisation.
- Si possible, rédaction d'un standard (norme) de caractérisation tirant parti des conclusions
précédentes
- Rédaction des publications scientifiques et participation à des conférences
internationales.
- Rédaction du manuscrit de thèse et préparation de la soutenance.

L'ensemble de la thèse suivra une approche itérative, avec des ajustements continus en
fonction des résultats obtenus et des échanges avec la communauté scientifique.