Les développements des bobines supraconductrices utilisant des matériaux dits à « haute température critique » (HTc) ont mis en avant la fragilité mécanique des conceptions des connexions permettant leur alimentation électrique.

Les aimants devant à l’avenir être fiables pour une utilisation sur le long terme, il devient indispensable de redéfinir l’équilibre entre la résistance électrique faible et la longévité des connexions et donc de revoir le design des jonctions.

Une solution en cours d’étude est la possibilité d’utiliser des anneaux, ou plus largement des supports de cuivre afin de souder les rubans supraconducteurs dessus. Les éléments (bobines) seraient ensuite assemblés et contraints mécaniquement afin d’assurer un bon contact électrique ne fluctuant pas dans le temps. Cette solution pourrait aussi rendre les aimants « démontables » et les structures plus simples.

La problématique liée à ce stage est la dépendance de la résistance électrique de contact avec des paramètres mécaniques tels que l’état de surface des supports de cuivre, la pression de contact appliquée, la déformation élasto-plastique du support, etc.

Durant le stage le candidat participera au développement et à l’étude des nouvelles jonctions électriques envisagées pour les aimants supraconducteurs HTc. La problématique étant fortement multi-physique, le stagiaire sera amené à réaliser des essais mécaniques et des tests électriques à température ambiante et cryogénique (77 K), les supraconducteurs HTc pouvant être utilisés à cette température. Le travail consistera à évaluer expérimentalement les paramètres influant sur la résistance électrique (matériaux, surface de contact, pression, cycles mécaniques, oxydation…) et à caractériser leur impact.

Une étude numérique sera également nécessaire afin d’évaluer les performances des différentes solutions envisagées. La partie numérique pourra être réalisée sous Ansys et/ou Comsol.

Master 2 en mécanique