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Titre du projet de recherche

Aimantation par champ magnétique pulsé d’aimants permanents de formes complexes pour moteurs électriques

niveau d'étude

Maîtrise ou doctorat

Directeur/codirecteur

Directeur : Frédéric Sirois

Codirecteur(s) : David Ménard

Fin de l'affichage

31 décembre 2024

Domaines d'expertise

Science et technologie des matériaux

Matériaux magnétiques

Métallurgie, métaux et alliages

Génie électrique et électronique

Conversion et distribution de l'énergie

Modélisation, simulation et méthodes des éléments finis

Conception et fabrication

Méthodes de fabrication avancées

Génie aérospatial, aéronautique et automobile

Unité(s) et département(s)

Département de génie électrique

Laboratoire de supraconductivité et magnétisme (LSM)

CNRC Boucherville

Conditions

Formation antérieure: Baccalauréat et/ou maîtrise dans un domaine comportant une forte composante en physique, génie physique, génie électrique ou une discipline jugée équivalente.

Habiletés et intérêts: Intérêt pour le magnétisme appliqué à l’ingénierie, pour la simulation numérique de la dynamique d’aimantation complexe des aimants permanents, pour l’expérimentation et la mesure en laboratoire, et plus généralement, pour les applications en électrification des transports et les technologies associées (ici les moteurs électriques à aimants permanents). Capacité de communiquer avec des partenaires industriels.

Qualités personnelles: Autonomie, pensée critique, créativité et curiosité scientifique. Les recommandations de vos répondants (qui devront accompagner votre demande d'admission) devront fournir des commentaires sur chacun de ces aspects.

Langue de travail: Le candidat devra maîtriser au minimum l’anglais parlé et écrit. Une connaissance du français serait un atout, puisque Polytechnique Montréal est une institution francophone. Pour un projet de maîtrise, la connaissance du français est obligatoire.

Description détaillée

Ce projet s’inscrit dans un projet plus large mené en partenariat entre Polytechnique Montréal, le Conseil National Scientifique du Canada (CNRC) à Boucherville, le manufacturier en aéronautique Safran, la firme Altair Engineering et la PME québécoise Polycontrols.

L’objectif du projet dans son ensemble est de repousser les limites du procédé de fabrication additive par projection à froid (« cold spray ») pour fabriquer des pièces de moteurs électriques à haute densité de puissance et haute température d’opération (~300 degrés Celcius) pour le domaine de l’aéronautique, ce qui implique d’utiliser de nouveaux matériaux dans le procédé de projection à froid. Plus précisément, les aimants permanents composites à base de samarium-cobalt + aluminium (SmCo/Al) sont ciblés, puisqu’ils sont capables d’opérer sans perte de performance ni dégradation accélérée à haute température. Cependant, comme ce sont des matériaux très récents, leurs propriétés physiques ne sont pas encore bien connues ni optimisées.

La recherche spécifique ciblée dans ce projet de recherche concerne l’étude de l’aimantation d’aimants permanents de grande taille et de forme complexe fabriqués par projection à froid, en vue de les utiliser comme rotors de moteurs électriques. Plus précisément, l’étudiant sera appelé à concevoir des bobines dont les formes seront adaptées aux pièces à aimanter. Le champ magnétique sera produit par une source de champ magnétique pulsé capable de produire plus de 6 T. Les patrons d’aimantation des pôles magnétiques créés devront être caractérisés et corrélés à des simulations numériques faites par éléments finis. Tous les échantillons seront fabriqués au CNRC et caractérisés par Polytechnique.

À terme, ce projet visa à ouvrir la voie à de nouvelles solutions compétitives économiquement pour réduire les émissions de GES dans le transport aérien en passant à une propulsion électrique ou hybride, ce qui requiert des moteurs électriques à haute puissance massique. Tous les étudiants participant au projet global travailleront en étroite collaboration avec les partenaires industriels et seront appelés à passer du temps chez les partenaires au besoin (CNRC et Polycontrols: Bourcherville, QC; Safran: région de Paris, France; Altair: région de Grenoble, France).

Veuillez contacter le professeur Frédéric Sirois (https://www.polymtl.ca/expertises/sirois-frederic) pour plus d’information sur les projets affichés. VEUILLEZ SVP JOINDRE un CV, vos RELEVÉS DE NOTES, et une LETTRE DE MOTIVATION qui explique aussi brièvement votre parcours, sans quoi votre dossier ne sera pas considéré.

Procédure et formulaires d'admission

Possibilité de financement

Un soutien financier est disponible pour les candidats qui seront acceptés. Le niveau de ce soutien financier est de 19,000 $ (dollars canadiens) par année pour la maîtrise (maximum 2 ans), et 25,000 $ par année pour le doctorat (maximum 4 ans), afin de permettre au candidat de se dédier à sa recherche à temps plein.

Un étudiant qui obtiendrait sa propre bourse (CRSNG, FRQNT ou autre) recevra un bonus (typiquement 25% du montant de la bourse, à discuter au cas par cas).