Mécanique numérique et Matériaux

SFA - Sciences Fondamentales et Appliquées

BOUVARD Jean-Luc

BOUCHARD Pierre-Olivier

Centre de Mise en Forme des Matériaux

01/10/2021

modules photovoltaïques, mécanique numérique, comportement non linéaire, rupture, vieillissement

photovoltaic modules, numerical mechanics, nonlinear behavior, rupture, aging

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.

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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.

Egalement Bertrand CHAMBION (CEA Ines)

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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