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Ingénieur de Recherche Etude matériaux et microstructures pour capteur de radiation nucléaire

 

 

 

Ingénieur de Recherche pour 2 à 3 ans

Etude matériaux et microstructures pour capteur de radiation nucléaire

 

Contact : André FERRAND (Andre.Ferrand@insa-toulouse.fr), Patrick PONS (ppons@laas.fr)

 

Contexte général

Le suivi des paramètres physiques dans les systèmes est indispensable aussi bien pour la qualification et le suivi fonctionnel des équipements, que pour le contrôle de santé des structures. Aujourd’hui ces paramètres sont obtenus à l’aide de réseaux de capteurs filaires qui compliquent leur mise en œuvre (et donc augmente le coût) ou bien ne sont accessibles qu’a posteriori par des techniques d’inspections contraignantes et coûteuses. La majorité des recherches pour contourner ces problèmes se portent actuellement sur les réseaux de capteurs sans fils dont il existe deux grandes familles : des capteurs actifs qui utilisent un circuit d’émission (intégré au transducteur) pour envoyer l’information au lecteur et des capteurs passifs basés sur l’analyse de l’onde électromagnétique rétrodiffusée par le transducteur (capteurs RFID et SAW). Les premiers ont une très grande distance d’interrogation mais avec une autonomie énergétique limitée alors que les seconds possèdent une autonomie illimitée mais une faible distance d’interrogation (qq mètres).

Pour remédier à ces problèmes le LAAS développe depuis 2005 des capteurs à transduction électromagnétique qui sont complètement passifs et qui ne nécessitent ni énergie, ni circuits électroniques embarqués. Ces capteurs sont basés sur une transduction électromagnétique qui permet de faire varier une impédance RF en fonction de la grandeur à mesurer. L’interrogation sans fil du capteur est réalisée à l’aide d’un Radar FMCW (Frequency-Modulated Continuous-Wave). Le transducteur, connecté à une antenne, induit alors une variation de l’écho Radar (ou Surface Equivalente Radar : SER) en fonction de la grandeur à mesurer. Le principe de fonctionnement de ces capteurs passifs a déjà été validé par le LAAS pour la pression, la température, la concentration en gaz, la contrainte et plus récemment les radiations nucléaires.

 

 

Contexte de l’offre

L’ingénierie nucléaire industrielle (centrales nucléaires, zones de stockage des déchets) et scientifique (LHC) n’échappe pas à cette tendance de monitoring en continu de nombreux paramètres physiques avec des capteurs sans fils. Une contrainte supplémentaire forte concerne l’environnement radiatif particulièrement sévère dans de nombreuses applications qui nécessite des capteurs résistants à cet environnement et/ou des capteurs de très forts niveaux de doses (1 kGy – 1 MGy). Les solutions techniques qui adressent ces fortes doses et qui existent sur le marché ne permettent pas un contrôle en continu ou ne sont compatibles avec ces niveaux de doses. Afin de remédier aux limitations des capteurs de radiation existants, un projet (ERANET-DOSIMEMS 2012-2015) a été mené en collaboration entre le LAAS, deux laboratoires Polonais et un industriel Toulousain. Ce projet visait à valider la faisabilité d’un nouveau capteur de radiation nucléaire passif sans fil à interrogation radar pour des gammes de doses comprises entre 10kGy et 10 MGy. Le principe du capteur était basé sur le dégazage d’hydrogène (sous l’action des radiations) par un polymère placé dans une micro-cavité. Ce gaz a pour effet d’augmenter la pression dans cette cavité et de générer le déplacement d’une membrane qui elle-même modifie la fréquence de résonnance d’un résonateur électromagnétique. Le principe de dégazage d’hydrogène a été validé pour des doses de plusieurs dizaines de kGy.

Un nouveau projet (CARANUC 2015-2018), financé par la Région Midi Pyrénées, a démarré fin 2015 pour une application bien identifiée d’une grande entreprise Française du nucléaire. Il s’agira d’optimiser le fonctionnement du capteur et mener des travaux de fiabilité à tous les niveaux : matériau, microstructure, RF, intégration. Deux ingénieurs viennent d’être embauchés au LAAS pour couvrir la partie RF et intégration.

La personne recrutée par l’ICA travaillera au LAAS en étroite collaboration avec les deux autres ingénieurs et aura plus particulièrement en charge la partie matériau et la partie microstructure de tests. Le poste est à pouvoir rapidement.

 

Profil du poste

  • Etude du dégazage des polymères sous irradiation
  • Fiabilité de la soudure anodique verre / silicium sous irradiation
  • Conception mécanique et thermomécanique de microstructures
  • Fabrication de microstructures de tests en salle blanche
  • Caractérisation des déformations mécaniques des microstructures

 

 

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