STAGE de fin d'étude - Simulations numériques pour la conception de capteurs EMAT - H/F

En contrôle par ultrasons, les technologies de génération d’ondes élastiques dans la matière peuvent se scinder en 2 catégories principales : les capteurs avec couplage (capteurs piézoélectriques) et les capteurs sans couplage. Parmi ces derniers, on peut mentionner les pointes sèches, les ultrasons laser ou encore les EMAT (Electro

Magnetic Acoustic Transducer). Les EMAT présentent plusieurs avantages, leur mise en œuvre est relativement accessible (contrairement aux ultrasons laser), ils sont potentiellement sans contact (contrairement aux pointes sèches) et capable de générer une grande variété de types d’ondes élastiques (ondes de volume longitudinales, transverses, ondes de surface, ondes guidées…) tout en étant relativement insensibles à un état de surface complexe. Un EMAT est généralement constitué d’une bobine alimentée d’un courant alternatif générant des courants de Foucault dans un matériau conducteur, auxquels est superposé un champ magnétique statique produit par un aimant permanent. Cela résulte en des sources électromagnéto-élastiques dynamiques produisant à leur tour des ondes élastiques pouvant se propager dans le volume ou à la surface du matériau. Cette technologie peut donc être appliquée à des applications spécifiques comme les contrôles à grande vitesse ou en environnement sévère (haute température…). Cependant, la transduction EMAT est de faible rendement par nature et il est donc primordial d’optimiser la conception de ces capteurs. Lors d’un précédent stage, le développement d’un outil de simulation quantitatif du comportement d’un capteur EMAT a été initié via le logiciel éléments finis Comsol. L’outil permet notamment de simuler un inducteur réaliste et de considérer la présence de noyaux magnétiques permettant la concentration du champ magnétique. Il a notamment été montré que l’ajout d’un élément passif comme un noyau ferrite améliorait le rendement de 40%. Sur la base de ces premiers travaux, le stage portera sur l’optimisation du ch...