6 mois
Trappes (78)
Réf. STA/ME/DMSI
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Stage

Le milligramme électrique : caractérisation d’une balance électromagnétique pour le raccordement du milligramme

Contexte du stage 

La traçabilité de masse autour du milligramme requiert la dissémination par division successive de l’unité à partir de 1 kg. Ce processus est fastidieux et conduit à une augmentation de l’incertitude relative à chaque division. L’incertitude relative est 10 000 fois plus grande à 1 mg qu’à 1 kg.
La nouvelle définition de l’unité de masse basée sur la constante de Planck ouvre l’opportunité de réaliser l’unité à n’importe quelle valeur nominale sans avoir recours à la dissémination. Il est en effet possible de mesurer des faibles masses de manière traçable en utilisant des dispositifs électromécaniques (électrostatiques ou électromagnétiques) similaires à ceux mis en oeuvre dans l’expérience de la balance de Kibble, les forces générées étant raccordées directement aux grandeurs électriques. Outre un gain de temps considérable, ces balances permettent d’améliorer les incertitudes autour du milligramme de façon significative et d’ouvrir la voie à la mesure de domaines de masse inférieurs à 100 μg non encore traçables.
Le LNE a développé un prototype de balance électromagnétique couvrant le domaine [100 μg ; 10 g] de type balance de Kibble opérant uniquement en phase statique. Elle comprend un aimant permanent, un fléau monobloc à lame flexibles, et un double cardan monobloc à lames flexibles. Les résultats préliminaires sont encourageants. L’incertitude type relative sur la mesure d’une masse de 100 mg a été évaluée à 2 %.
Ce prototype est une première étape dans la construction d’une balance électrostatique fonctionnant autour du milligramme ainsi que d’une balance électromagnétique fonctionnant autour du gramme.

Missions 

En s’appuyant sur l'expertise du département au sein duquel le stage sera effectué, l’objectif du stage est de rendre fonctionnel le prototype et d’identifier ses limitations afin de proposer une architecture pour la future balance électrostatique/électromagnétique.
Après avoir réassemblé la balance, vous réaliserez des campagnes de mesures afin de :
- Terminer les tests de faisabilité et confirmer les premières mesures réalisées
- Caractériser les différents paramètres métrologiques de la balance : répétabilité, sensibilité …
- Identifier et quantifier les différentes sources d’incertitudes
- Comparer les résultats obtenus avec la balance et un étalon de masse raccordé grâce à la chaine de dissémination actuelle
- Identifier les limitations du prototype
- Evaluer les choix techniques et proposer des architectures (système d’asservissement, pose et dépose de masse, système de génération de force…) pour pallier les limitations.

Profil 

Vous recherchez un stage dans le cadre de votre Master 2 en Mécanique, Electronique, Instrumentation, dans lequel vous avez obtenu de bons résultats académiques.
Vous appréciez et possédez des aptitudes pour le travail en équipe, tout en étant autonome et force de proposition.
Vous disposez d’une bonne capacité de synthèse et vous appréciez le travail expérimental.
Anglais professionnel requis.

Gratification

1218 € bruts par mois pour un étudiant en Bac +5

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