Etude et exploitation de l’information spectrale du bruit Barkhausen appliquée à la caractérisation d’aciers

Le bruit magnétique de Barkhausen (magnetic Barkhausen noise, MBN) a gagné en popularité les derniers années dans le cadre d’évaluation de la santé structurelle des matériaux magnétiques. L'intérêt de l'application de cette technique vient de la forte dépendance des signaux MBN sur la microstructure du matériau ainsi que sur son niveau de contrainte et sa composition chimique. Le développement d'outils d'analyse robustes et fiables basés sur les signaux MBN est cependant fortement défie par la complexité de la physique impliquée et sa sensibilité aux détails de la microstructure. Bien qu’un certain nombre de modèles aient été proposés au cours des dernières décennies et que des progrès significatifs aient été rapportés en termes de compréhension du phénomène, on encore loin de disposer une théorie complète. En raison de ce manque de compréhension et de la complexité des signaux MBN, l’état actuel de la technique du point de vue des contrôles non destructifs (CND) repose presque entièrement sur la mesure et l’analyse de l’enveloppe du signal. L'information spectrale bien que riche en contenu est ignorée à ce niveau. Pourtant, il a été démontré que le spectre MBN peut donner lieu à une classification des matériaux magnétiques en différentes classes d'universalité basées sur des caractéristiques microstructurales, notamment le degré de désordre. Les travaux de recherche associées à la thèse proposée visent à contribuer à l'utilisation des mesures spectrales pour la caractérisation des matériaux magnétiques, notamment les aciers. Des mesures précises de MBN obtenues à partir de différentes microstructures à l'aide d'une configuration dédiée (développée dans le cadre des travaux de thèse) seront analysées et comparées à des simulations théoriques basées sur des outils préalablement développés par l'institut d'accueil afin de • Valider et affiner les modèles théoriques • Étudier l'impact de la microstructure (taille des grains, dislocations) sur les caractéristiques du spectre • Explorer la classification des microstructures considérées en différentes classes Partant de matériaux modèles bien connus (FeSi et FeCo), pour lesquels de nombreux résultats publiés existent et qui peuvent donc être utilisés comme référence, l'étude se concentrera ensuite sur certaines nuances d'acier industrielles importantes comme le sans interstitiel (IF) et les aciers à faible teneur en carbone (LC). La thèse sera dirigée et encadrée conjointement par le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) et l'Institut CEIT. La partie principale du travail sera effectuée au centre de recherche du CEA à Saclay, en France, avec possibilité de séjours à l'institut CEIT de San Sebastian, en Espagne. Le profil du candidat recherché est compatible avec des physiciens et ingénieurs avec une bonne base en physique de l’état solide et une solide compréhension de l’électromagnétisme. Des notions métallurgiques de base et une familiarisation avec les équipements standards de laboratoire sont également attendues. Des connaissances de base en programmation seront aussi utiles. Le candidat est également supposé avoir de bonnes compétences en communication en anglais. Le candidat bénéficiera d'un accès aux installations expérimentales des deux centres, à la bibliothèque centrale du CEA et au réseau de transports du CEA ainsi qu'aux installations de restauration.