Torre - stage 2016 - Cea-Irfm

CEA/CADARACHE
DIRECTION DES SCIENCES DE LA MATIÈRE (DSM)
INSTITUT DE RECHERCHE SUR LA FUSION PAR CONFINEMENT MAGNETIQUE (IRFM)
CEA/Cadarache - 13108 St Paul-lez-Durance Cedex
Visitez notre site Web : http://www-fusion-magnetique.cea.fr
PROPOSITION DE STAGE 2015-2016
e-mail : [email protected]
téléphone : 04 42 25 74 42
Alexandre TORRE
secrétariat : 04 42 25 62 25
Équipe de Recherche : IRFM/STEP/GCRY
Nom du Responsable du Stage :
Niveau du stage : MASTER, INGENIEUR
Durée du stage : 6 mois
Sujet du stage :
Titre : Analyse/interprétation des essais des échantillons de câbles Nb3Sn dans Josefa.
Les supraconducteurs nécessaires pour réaliser les aimants à haut champ magnétique des machines de
Fusion par confinement magnétique (cf. ITER et l'étape suivante DEMO), utilisent des matériaux comme
le niobium-étain dont la capacité de transport de courant dépend fortement de l'état de déformation. Par
ailleurs, la nécessité d'utiliser des forts courants dans ces aimants conduit à réaliser des câbles
comprenant un millier de brins supraconducteurs torsadés en plusieurs étages de câblage et sertis dans
une gaine d'inox.
Le stage consistera à analyser les résultats de mesures de caractérisation électrique, effectuées sur
différents câbles supraconducteurs à échelle réduite, et testés dans la station Josefa de l'IRFM. Ces câbles
de 48 fils enchâssés dans une gaine en inox, et réalisés par la société NEXANS, utilisent tous le même fil
supraconducteurs en niobium-étain, mais diffèrent par les combinaisons des différents pas de torsades de
câblage (structure multi-étages), ainsi que par le taux de compression du câble dans la gaine. Le but de
ces mesures est de valider les codes de modélisation, ainsi que de rechercher un optimum au niveau des
performances électriques, en vue du dimensionnement de gros câbles supraconducteurs (courant de 100
kA) pour les futurs réacteurs de Fusion. Les essais consistent à mesurer le champ électrique développé le
long des brins du câble, en fonction du courant (jusqu'à 10 kA), du champ magnétique (jusqu'à 3 T), et
de la température (jusqu'à 20 K). La modélisation électrique (construction du modèle et simulations des
essais) sera réalisée par le stagiaire avec le code Carmen (sous Matlab), en utilisant comme données les
résultats des modélisations mécaniques des câbles réalisées par l'Ecole CentraleSupélec (laboratoire
MSSMat) avec le code Multifil. Ce travail s'inscrit dans le projet ANR Cocascope dans lequel le
CEA/IRFM, NEXANS, et l'Ecole CentraleSupélec sont partenaires.
Moyens mis en œuvre (expériences, méthodes d’analyses, autres…):
Résultats expérimentaux bruts, code CARMEN, relation avec ECS pour la mécanique.
Moyens informatiques mis en œuvre :
langages :
logiciels : matlab, MS Office
Domaine de spécialité, compétences : Electromagnétisme,
matlab, réseaux électriques, modélisation, mécanique.
Prolongement possible thèse : OUI