Investiguer des méthodes de blindage de champs magnétiques en utilisant des rubans supraconducteurs : un mandat d’aspirant FNRS pour Nicolas Rotheudt



Parcours et motivation

Avant son entrée à l’université, Nicolas Rotheudt manifestait déjà un fort intérêt et une curiosité prononcée pour les Sciences. Nicolas apprécie les nouveaux défis, ce qui lui a permis, durant son parcours secondaire, d’avoir la chance de vivre plusieurs expériences enrichissantes à l’étranger, où il a représenté la Belgique, avec d’autres étudiants, lors d’Olympiades internationales et européennes de physique (EuSO, EuPhO, IPhO).

Il entame des études d’ingénieur civil en 2017 à l’Université de Liège (ULiège).

En juillet 2022, Nicolas obtient son diplôme d’ingénieur civil électricien/électronicien (finalité Electronic Systems and Devices qui présente, à ses yeux, un parfait équilibre entre théorie et pratique) après avoir réalisé un TFE expérimental au sein du laboratoire (capteurs et systèmes de mesures électriques) du Professeur Philippe Vanderbemden (Département d’Electricité Electronique et Informatique / Unité de Recherche Montefiore de la Faculté des Sciences Appliquées de l’ULiège).  Son travail de fin d’étude porte alors sur la réalisation d’un magnétomètre triaxial de type sonde de Hall et fonctionnant à température cryogénique.

La curiosité, la volonté d’affiner ses connaissances et le désir de faire de la recherche poussent Nicolas à postuler pour une bourse FNRS afin de réaliser un doctorat. C’est, à ses yeux, un excellent moyen de se confronter à la communauté scientifique internationale et de travailler dans le cadre privilégié qu’offre l’ULiège.

En octobre 2022, il débute un mandat d’Aspirant FRS-FNRS (Fonds de la Recherche Scientifique) pour mener à bien un doctorat, toujours au sein du laboratoire de capteurs et systèmes de mesures électriques du Professeur Vanderbemden, dont le sujet est décrit ci-après.

 

Sujet

Le sujet de recherche du doctorat de Nicolas porte sur les méthodes de blindage de champs magnétiques quasi-statiques inhomogènes à l'aide de structures transposables à grande échelle constituées de rubans supraconducteurs à haute température critique.

Actuellement, de nombreux travaux visent à développer des machines électriques tournantes compactes et à haute densité de puissance. Les deux futurs champs d’application les plus prometteurs de ces machines sont les éoliennes et les avions 100% électriques. Les nouvelles topologies envisagées font intervenir des inductions magnétiques au-delà de 2 teslas, un régime où les lignes d’induction ne sont plus canalisées dans les matériaux ferromagnétiques. Dans ces nouvelles machines « sans noyau », il est donc nécessaire de trouver une solution pour réduire fortement le champ magnétique de fuite. À de tels niveaux de champ magnétique, seuls les matériaux supraconducteurs sont opérants pour assurer un blindage efficace. À basse température (20 – 80 K), ils sont capables de générer un champ très important s’opposant au champ à blinder, grâce à des boucles de courants persistants. L’objectif de cette thèse est d’explorer, expérimentalement et théoriquement, diverses géométries et configurations de rubans supraconducteurs à haute température critique afin concevoir des écrans magnétiques efficaces, transposables à grande échelle, et opérant sous champs magnétiques inhomogènes de grande amplitude.

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