Amélioration d’une balance électromagnétique pour le raccord.
LNE
Trappes, France
il y a 3j

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, utilisée 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 %.

Missions

En s’appuyant sur l'expertise du département, l’objectif du stage est de poursuivre l’amélioration du prototype de balance électromagnétique dédiée au gramme et d’identifier ses limitations afin de proposer une architecture pour la future balance dédiée au milligramme.

Après avoir réalisé des premières mesures avec la balance existante, vous réaliserez des campagnes de mesures afin de :

  • Confirmer les premières mesures réalisées
  • Caractériser les différents paramètres métrologiques de la balance : répétabilité, sensibilité
  • Identifier et quantifier les principales 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
  • Concevoir des éléments mécaniques pour la balance
  • Evaluer les choix techniques et proposer des architectures (système d’asservissement, source de courant, pose et dépose de masse ) pour pallier les limitations.
  • Profil

    Vous recherchez un stage dans le cadre de votre Master 2 en électromécanique, instrumentation, électricité-magnétisme.

    Goût pour le travail expérimental, rigueur et imagination sont des qualités nécessaires afin de mener votre projet à terme.

    Vous appréciez et possédez des aptitudes pour le travail en équipe, tout en étant autonome et force de proposition.

    La maîtrise de l’anglais est requise.

    Gratification

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

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