Conception d'un faisceau Synchrotron
Ref: 2SC5591
Description
Ce cours pluridisciplinaire est construit sur trois équipes d'une vingtaine élèves en charge de comprendre, concevoir et dimensionner les aspects physique, mécanique, thermique et matériaux des éléments technologiques clefs d'une ligne de lumière synchrotron. L'utilisation d'outils de CAO est encouragée et une formation pourra être dispensées aux élèves qui ne seraient pas familiers avec ces outils.
Les équipes seront accompagnées par des experts travaillant dans des synchrotrons français et européen sous la forme d'entretiens par vidéoconférence ou sur site.
Une équipe concevra une ligne de lumière permettant de réaliser une angiographie sur un patient humain, une autre concevra une ligne de lumière permettant de détecter un isotope cancérigène du chrome dans des cellules ovariennes de grenouille et la troisième équipe concevra une ligne de lumière permettant de résilier de la diffraction du rayonnement synchrotron sur des panneaux solaires à base de pérovskites hybrides.
Période(s) du cours
ST5
Prérequis
Connaissances de base en physique moderne et tranferts thermiques. Notions de mécanique.
Syllabus
- Cristallographie, rayonnement d'une particule accélérée, fluorescence, absorption des rayonnements, diffusion, diffraction
- Transferts thermiques : convection, rayonnement, conduction, stationnaire et instationnaire, mécanique des fluides
- Conception Assistée par Ordinateur (CAO), maquette numérique, avant-projet de conception, pré-dimensionnement de systèmes mécaniques
- Choix des matériaux, propriétés mécaniques standards, résistance en milieu extrême, état de surface, méthodes d'élaboration et de mise en forme
- Travail en équipe dans le cadre d'une conduite de projet, animation de réunion, expression orale
Composition du cours
Les élèves travailleront en mode projet pendant la semaine réservée.
Les élèves inscrits à ce cours doivent être présents à la soutenance finale, qui se fait habituellement au synchrotron SOLEIL dont une visite est prévue.
Ressources
L'utilisation d'outils de CAO sera encouragée et pourra être valorisée lors de l'activité synchrotron :
- les élèves ayant déjà des connaissances en CAO (SPACECLAIM,SOLIDWORKS ...) pourront utiliser un de ces outils comme support à leur démarche de conception et de modélisation. Une formation sera dispensée sur un logiciel avec une interface web sera proposée pour les élèves qui n’ont pas de telles connaissances.
Il est à noter que des moyens alternatifs à la CAO et tout aussi pertinents pourront être utilisés pour modéliser les systèmes étudiés (dessins, maquettes ...). Cela sera le cas notamment pour certains éléments des lignes considérées.
Résultats de l'apprentissage couverts par le cours
- Dimensionner à l'aide de notions de physique (moderne) de base
- Identifier des transferts thermiques pertinents, modéliser, dimensionner des systèmes
- Connaître les points clés d'une étude d'avant-projet dans un contexte multidisciplinaire
- Ordres de grandeurs réalistes sur les propriétés mécaniques et physiques standards des matériaux « courants ».
- Travailler en équipe, connaître et pouvoir identifier les différents rôles des membres d'une équipe, animer, coordonner un groupe de travail, collecter et partager l'information, mettre en forme et exposer le travail réalisé (s'exprimer devant un auditoire / soutenance)
Support de cours, bibliographie
Ouvrages de référence et bases de données informatiques seront mises à disposition lors de la semaine.