Offre de Thèse : Vers une amélioration de la fiabilité des modules Photovoltaiques par des approches couplées expérimentale et numérique.

    THÈSE CEMEF 2021 :

    Vers une amélioration de la fiabilité des modules Photovoltaiques par des approches couplées expérimentale et numérique

    Contexte de la thèse

    Les modules photovoltaïques (PV) sont constitués de couches photovoltaïques actives (Si, passivation), de couches d’encapsulation protectrice (polymères) et de plaques de verre. La performance et la durée de vie des modules PV dépendent en partie de leur capacité à résister à différentes contraintes environnementales, liées aux phénomènes thermomécaniques, physiques, chimiques et/ou électriques. Ainsi, les contraintes générées dans ces modules au cours de leur mise en forme et de leur cycle de vie ont un impact majeur sur l’apparition de micro-fissures pouvant altérer les performances dans le temps de ces modules.

    Modules photovoltaïques (PV), structure et modélisation par éléments finis

    Description des tâches

    Dans le cadre de ce travail, nous proposerons une approche couplée numérique et expérimentale permettant d’évaluer les risques de dégradation de ces modules.

    Les principaux axes de travail sont les suivants :

    • Analyse des chargements subis par les modules au cours de leur mise en forme et de leur durée de vie ;
    • Caractérisations physico-chimiques des matériaux avant et après vieillissements ciblés permettant d’alimenter un modèle thermomécanique dédié, pour comprendre l’évolution des contraintes internes au cours de la vie du module (comportement et endommagement) ;
    • Modélisation thermomécanique numérique d’un module en fonctionnement (avec différents scénarios d’ombrage/défaillance) et les conséquences thermomécaniques associées. Modélisation à l’aide du logiciel Abaqus.
    • Analyse de l’influence du vieillissement des matériaux sur les contraintes internes du module durant sa vie : liens avec les tests accélérés, combinés, et paramètres de vieillissement ;
    • Mise en place de solutions innovantes de monitoring de modules et utilisation de méthodes de machine learning pour exploiter les données enregistrées et prédire la fiabilité des modules.

    Compétences développées

    Ce sujet s’inscrit dans le cadre de la recherche et de l’innovation pour la transition écologique. C’est un sujet extrêmement pluridsiciplinaire qui permettra au doctorant de développer ses compétences dans les domaines de :

    • la science et la mécanique non-linéaire des matériaux, de l’endommagement/rupture, de l’impact du vieillissement sur ces propriétés ;
    • de la modélisation thermomécanique et multiphysique sous chargements complexes de structures multimatériaux ;
    • du traitement et de l’analyse de données massives issues des capteurs placés sur les modules ;

    Profils recherchés

    Diplômé d’une école d’ingénieur ou titulaire d’un Master2, le candidat devra posséder des compétences solides en mécanique des matériaux et en modélisation numérique par éléments finis. Il devra également présenter un goût prononcé pour l'expérimentation, l'observation et l'analyse par des techniques expérimentales de pointe. Une expertise dans les techniques de science des données serait appréciée. Son dynamisme, sa rigueur, sa capacité à travailler en équipe dans un contexte multidisciplinaire et ses compétences en anglais seront également des qualités importantes pour la sélection.

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    Informations générales

    • Thème/Domaine : Mécanique Numérique et Matériaux
    • Lieu de travail : La thèse se déroulera au CEMEF (MINES ParisTech, Sophia Antipolis, 06) ainsi qu’au CEA INES au Bourget-du-lac (Savoie).
    • Mots clés : modules photovoltaïques, mécanique numérique, comportement non linéaire, rupture, vieillissement
    • Durée de contrat : 3 ans à partir du 1er octobre 2021
    • Rémunération : environ 27k€ brut annuel
    • Date limite pour postuler : 31 août 2021

    Contacts

    • Equipe CEMEF : Mécanique des Solides [CSM]
    • Encadrants : Bertrand Chambion [CEA Ines], Jean-Luc Bouvard et Pierre-Olivier Bouchard [CEMEF]

    Consignes pour candidater

    • les papiers requis pour postuler :
    • CV détaillé
    • Lettre de motivation
    • Deux lettres de recommandation
    • Relevés de notes des trois dernières années et classement dans la promotion
    Information ! Les candidatures doivent être déposées en ligne sur le site Cemef. Le traitement des candidatures adressées par d'autres canaux n'est pas garanti.
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