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Caractérisation et optimisation de différentes sources d’allumages appliquées à la génération d’ondes de souffle en champs libre

ABG-81770 Stage master 2 / Ingénieur 5 mois environ 550 euros
07/12/2018
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Institut National des Sciences Appliquées Centre Val de Loire
Bourges Centre Val de Loire France
  • Sciences de l’ingénieur
  • Energie
  • Physique
explosion, laser, énergie, onde choc, plasma
21/12/2018

Établissement recruteur

Ce projet est un projet collaboratif associés à deux laboratoires d'accueil : 

- Le LaMé est né de la réunion des équipes de recherche de l'Université d'Orléans, de l'université de Tours et de l'INSA Centre Val de Loire dans le domaine de la mécanique des matériaux, des structures et du génie civil au sein d’un laboratoire. L'équipe d'accueil travaille plus particulièrement sur la dynamique rapide des matériaux et des structures et notamment sur les effets associés aux chocs et aux explosions.

-  Le GREMI est une Unité Mixte de Recherche de l’Université d’Orléans et du CNRS.

Les recherches, à très fort caractère expérimental, concernent les procédés plasmas et laser ainsi que leurs applications dans des domaines très variés : énergétique, matériaux, micro-électronique, nanotechnologies, métrologie, sources de rayonnement, biomédical, propulsion, transports et environnement.

Description

Sujet :

La génération d’ondes de souffle issues de charges gazeuses, appliquées à l’étude de l’impact sur les structures, est étudiée depuis plusieurs décennies sur le site de Bourges. Le dispositif d’amorçage actuellement utilisé repose sur la technique du fil explosé, qui repose sur l’utilisation de hautes tensions pour vaporiser un fil métallique ce qui génère un plasma en expansion et une onde choc qui initie la détonation de la charge gazeuse. Plusieurs interrogations sont liées à l’utilisation de cette technologie. La première est associée à la sécurité avec l’utilisation de très hautes tensions à proximité de charges gazeuses. La seconde concerne l’énergie réellement apportée pour initier la détonation, notamment son évolution spatio-temporelle, et sa reproductibilité. Un dispositif alternatif pourrait reposer sur l’utilisation d’un laser pour initier la détonation. La caractérisation du dépôt d’énergie par claquage laser est en effet plus facilement accessible et ce dépôt est reproductible. Cependant, même si ces dispositifs d’allumages sont comparables en termes de puissances déposées, les effets induits sont différents. En effet, un allumage laser possède des caractéristiques physico-spatio-temporelles différentes de plusieurs ordres de grandeurs comparées à un allumage haute tension pour une puissance équivalente. De plus, la part énergétique mécanique issue du dépôt d’énergie et servant à la génération de l’onde de souffle est mal connue.

L’objectif principale du stage sera d’étudier la reproductibilité de la génération d’ondes de souffle par claquage laser, principalement à l’aide d’imagerie rapide et de mesures de pression. L’objectif secondaire sera de débuter une comparaison des dépôts d’énergie par les différents dispositifs d’allumage.

 

Travaux à réaliser :

Le stagiaire prendra en charge l’assemblage et l’intégration d’un système d’allumage par claquage laser sur un banc dédié à l’étude des effets d’ondes de souffle. La caractérisation spatio-temporelle et énergétique du dépôt d’énergie laser sera étudiée en utilisant l’imagerie rapide, la strioscopie et la technique LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy).

 

Nota Bene : une demande d'accès en Zone à Régime Restrictif devra être réalisée

Profil

Le candidat de niveau Master 2 devra posséder idéalement posséder des connaissances en détonique ainsi qu’en physique des lasers nanoseconde. Des connaissances en imagerie, en spectroscopie atomique et moléculaire, ainsi que des connaissances générales sur la physique et la chimie des plasmas, seraient également appréciées.

 

 

Prise de fonction

04/02/2019
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