Thèse Caractérisation et Modélisation du Comportement Magnéto-Élasto-Plastique Sous Contraintes Multiaxiales H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Sciences de l'ingénierie et des systèmes École doctorale : Electrical, Optical, Bio-physics and Engineering Laboratoire de recherche : Laboratoire de Génie Electrique et Electronique de Paris Direction de la thèse : Mathieu DOMENJOUD ORCID 0000000275643268 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-05T23:59:59 Les matériaux ferromagnétiques, en particulier les aciers électriques, sont au coeur des systèmes de conversion d'énergie, tels que les moteurs. Dans un contexte de transition énergétique visant à accroître l'efficacité de ces systèmes, les dispositifs sont amenés à fonctionner dans des conditions de plus en plus sévères. Leur évolution technologique requiert, par conséquent, une compréhension approfondie et prédictive des propriétés des matériaux magnétiques. Il est donc nécessaire de développer des équations constitutives capables de décrire fidèlement le comportement des aciers électriques soumis à des chargements complexes.
En fonctionnement ou au cours des différentes étapes de fabrication et de mise en forme, les aciers électriques sont soumis à des contraintes mécaniques multiaxiales et à des effets thermiques et peuvent subir des déformations plastiques. Ces sollicitations influencent de manière significative le comportement magnétique. Une compréhension fine de ces effets complexes nécessite le développement conjoint d'outils de caractérisation expérimentale et de modèles avancés intégrant les couplages entre les champs magnétiques, les contraintes mécaniques et l'état de plasticité.
La littérature fait état de nombreux travaux expérimentaux et de modélisation décrivant le comportement magnétique unidimensionnel des matériaux ferromagnétiques. Toutefois, la dépendance des propriétés magnétiques aux contraintes est intrinsèquement multiaxiale, et très peu d'études se sont intéressées à l'effet des sollicitations mécaniques multiaxiales sur le comportement magnétomécanique des matériaux ferromagnétiques doux. De plus, les travaux existants sont souvent limités à de faibles amplitudes de champ magnétique et à des chargements mécaniques statiques. L'impact des déformations plastiques sur le comportement magnétique, en particulier sur les pertes par hystérésis, demeure mal maîtrisé.
Le travail proposé vise à caractériser l'évolution du comportement magnéto-élasto-plastique des aciers électriques soumis à des contraintes bi-axiales statiques et dynamiques. La partie expérimentale sera basée sur la plateforme de caractérisation des matériaux actifs du GeePs. En s'appuyant sur les outils d'instrumentation existants sur cette plateforme, la thèse vise à mettre en oeuvre des essais de caractérisation ad hoc à l'aide du dispositif de caractérisation 2D récemment développé. Les lois de comportement seront modélisées à l'aide des outils de modélisation multi-échelle développés au laboratoire.
La thèse de doctorat sera réalisée au GeePs, au sein du groupe 'Multiphysique' de l'équipe 'Champs proches et Couplages Multiphysiques'. Ce groupe se consacre à l'étude des phénomènes couplés (par exemple, magnéto-mécaniques), d'un point de vue expérimental et modélisation. Cette thèse requiert la mise en oeuvre d'outils de caractérisation récemment développés. Dans un premier temps, la plate-forme expérimentale sera utilisée et développée pour caractériser le comportement des aciers électriques sous contraintes bi-axiales statiques et dynamiques, à différents états de déformation plastique. Ces mesures devraient constituer une référence solide pour développer, identifier et valider le comportement magnéto-mécanique des matériaux magnétiques doux.