Contribution à l'étude des phénomènes de couplage magnéto-mécanique dans les matériaux ferromagnétiques doux et durs.

Contribution to the study of magneto-mechanical coupling phenomena in soft and hard ferromagnetic materials.

• Auteur / Autrice : Abderraouf Ouazib
• Direction : Laurent Daniel
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Electrical, optical, bio-physics and engineering
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Génie Electrique et Electronique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Référent : CentraleSupélec

Mots clés

Mots clés libres

Caractérisation expérimentale

Modélisation multi-échelle

Lois de comportement

Matériaux ferromagnétiques doux et durs

Experimental characterization

Multiscale modeling

Constitutive equations

Soft and hard ferromagnetic materials

Résumé

Les matériaux ferromagnétiques sont communément utilisés pour la réalisation de machines électriques, d'actionneurs, de transducteurs. En fonctionnement ou lors de leur mise en forme, ces matériaux sont soumis à différents types de sollicitations mécaniques susceptibles de modifier leur comportement magnéto-mécanique. Afin d'utiliser ces matériaux dans des systèmes de plus en plus performants, il est nécessaire de disposer de lois de comportement précises et prédictives. La bonne compréhension du comportement magnéto-mécanique des matériaux magnétiques nécessite le développement d'outils de modélisation avancée, basés sur des outils de caractérisation adaptés. De nombreux travaux ont étudié la sensibilité du comportement magnéto-mécanique de matériaux ferromagnétiques doux à une sollicitation mécanique statique. L'étude du comportement de matériaux ferromagnétiques durs (aimants) est, quant à lui beaucoup moins documenté. Par ailleurs, les travaux expérimentaux s'intéressant à l'influence d'une sollicitation dynamique sur les matériaux ferromagnétiques restent encore à caractère exploratoire. Le travail proposé vise à caractériser les évolutions des propriétés magnéto-mécaniques de matériaux ferromagnétiques doux et durs soumis à des contraintes statiques et dynamiques uniaxiales. La partie expérimentale se basera sur la plateforme expérimentale disponible au GeePs. Cette plateforme est adaptée à la caractérisation magnétique de matériaux ferromagnétiques (doux et durs), ainsi qu'à la caractérisation du comportement magnéto-mécanique de ferromagnétiques doux soumis à une contrainte uniaxiale statique constante. Le travail de modélisation des phénomènes observés s'appuiera sur la démarche multi-échelle mise en œuvre depuis plusieurs années au GeePs, mais aussi sur des approches macroscopiques.

Magnetic materials are frequently used in applications such as electrical machines, actuators, transducers. In operation or during their processing stages, these materials are subjected to various types of mechanical stress that can modify their magneto-mechanical behavior. In order to use these materials in more and more efficient systems, it is necessary to develop accurate and predictive constitutive equations. A good understanding of the magneto-mechanical behavior of magnetic materials requires the development of advanced modeling tools based on adapted characterization tools. Numerous works have been dedicated to the effect of mechanical stress on the magneto-mechanical behavior of soft ferromagnetic materials to static mechanical stress. By contrast, the study of the behavior of hard ferromagnetic materials (magnets) has been much less investigated. Moreover, the experimental works studying the influence of dynamic stress on ferromagnetic materials remain exploratory. The proposed work aims at characterizing the evolution of magneto-mechanical properties of soft and hard ferromagnetic materials subjected to static and dynamic uniaxial stresses. The experimental part will be based on the experimental platform available at GeePs. This platform is adapted to the magnetic characterization of ferromagnetic materials (soft and hard) and the characterization of the magneto-mechanical behavior of soft ferromagnetic materials subjected to constant static uniaxial stress. The modeling work will be based on a multiscale approach developed at GeePs and on macroscopic approaches.