STAGE Amélioration d’une balance électromagnétique pour le raccordement du gramme

Date de mise à jour de l’offre

LABORATOIRE NATIONAL DE METROLOGIE ET D ESSAIS :

Leader dans l’univers de la mesure et des références, jouissant d’une forte notoriété en France et à l’international, le LNE soutient l’innovation industrielle et se positionne comme un acteur important pour une économie plus compétitive et une société plus sûre. Au carrefour de la science et de l’industrie depuis sa création en 1901, le LNE offre son expertise à l’ensemble des acteurs économiques impliqués dans la qualité et la sécurité des produits. Pilote de la métrologie française, notre recherche est au coeur de notre mission de service public et constitue un facteur fondamental au soutien de la compétitivité des entreprises. Nous avons à coeur de répondre aux exigences des industriels et du monde académique, pour des mesures toujours plus justes, effectuées dans des conditions de plus en plus extrêmes ou sur des sujets innovants tels que les véhicules autonomes, les nanotechnologies ou la fabrication additive.

Description de la mission

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 recherché

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.

Niveau de qualification requis

Bac + 4/5 et +
  • Employeur
    LABORATOIRE NATIONAL DE METROLOGIE ET D ESSAIS
  • Secteur d’activité de la structure
    Enseignement - Formation - Recherche
  • Effectif de la structure
    Plus de 250 salariés
  • Type de stage ou contrat
    Stage pour lycéens et étudiants en formation initiale
  • Date prévisionnelle de démarrage
  • Durée du stage ou contrat
    Plus de 4 mois et jusqu'à 6 mois
  • Le stage est-il rémunéré ?
    Oui
  • Niveau de qualification requis

    Bac + 4/5 et +
  • Lieu du stage
    29 av Roger Hennequin
    78197 TRAPPES
  • Accès et transports
    Ligne 415