Thèse soutenue

Théorie de la microgravité magnétique. Conception, dimensionnement et contrôle d'environnement microgravitationnel
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Auteur / Autrice : Clément Lorin
Direction : Alain MailfertFrédéric Villiéras
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique
Date : Soutenance le 07/11/2008
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LEM-IJL - Laboratoire d'Electrochimie des Matériaux / Institut Jean Lamour - UMR 7198
Jury : Président / Présidente : Daniel Beysens
Examinateurs / Examinatrices : Alain Mailfert, Frédéric Villiéras, Daniel Beysens, Jérôme Delamare, Jean Faucher, Ezio Todesco, Jean-Luc Duchateau
Rapporteurs / Rapporteuses : Jérôme Delamare, Jean Faucher

Résumé

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Cette thèse traite de la compensation magnétique de pesanteur. Tout d’abord, des expériences de lévitation magnétique de fluides sont interprétées à l’aide d’un potentiel magnéto-gravitationnel SL. Puis, l’utilisation d’une méthode générale d’analyse de la force magnétique grâce aux harmoniques du champ magnétique est développée. Elle souligne l’importance et le rôle de chacun des trois premiers harmoniques du champ magnétique sur les configurations de forces résultantes inhérentes à la compensation magnétique de pesanteur. En géométrie cylindrique (invariante par translation) diverses combinaisons de forces d’origines magnétique, gravitationnelle et centrifuge offrent des perspectives nouvelles pour la lévitation magnétique. Une combinaison judicieuse des forces magnétiques et centrifuges permet de compenser exactement la pesanteur sur des matériaux diamagnétiques. En géométrie axisymétrique (invariante par rotation), le dimensionnement de stations de lévitation d’oxygène, techniquement réalisables (NbTi@4,2K), est présenté. Ces stations permettent de léviter des volumes d’oxygène supérieurs à 1 litre avec des inhomogénéités inférieures à 1%. La constitution de ces stations rend possible les variations spatiales et temporelles des configurations d’accélérations résultantes. Enfin, la compensation magnétique dynamique de gravité, à l’aide d’une station de lévitation réelle, est étudiée afin de simuler des phases d’accélération ou de décélération d’engins spatiaux