Fiabilité et Systèmes en environnements contraints

Les activités de l’Axe Fiabilité et Systèmes en Environnements Contraints adressent des problématiques de recherche portant sur les effets des contraintes environnementales (électrique, thermique, radiation) sur des matériaux, composants et systèmes ainsi que sur la conception d’instrumentation et de méthodes de caractérisation non destructives en environnement hostiles.

L’axe regroupe des études théoriques, numériques et expérimentales pour le développement et la mise en œuvre d’instrumentations (méthodes, capteurs, électroniques associées, logiciels spécifiques) et de méthodes de mesures et de contrôle en milieux contraints.

Element piézoélectrique HT sérigraphié pour mesure de gaz en réacteur expérimental (collaboration CEA) @ACO


SOUS-THEMES DE RECHERCHE

Les recherches, qu’elles soient inter ou intra équipes,  sont regroupées en 5 thématiques principales :

Etudier les mécanismes de base et proposer des méthodes de test sous irradiation
 
INTERACTION DES RADIATIONS AVEC LA MATIERE @RADIAC
  • Etude des interactions rayonnement matière
  • Etude des mécanismes de dégradation des composants électroniques:
  • Single Event Effects (SEE), Effet de dose et mécanismes de guérison
  • Etude de la sensibilité aux radiations de composants élémentaires : CMOS, puissance (GaN, SiC…), …
  • Etude des effets des radiations sur des circuits intégrés complexes : mémoires, SoC, SoM…
  • Etude des technologies de l’IA, de la fiabilité prédictive 
 
MODELISATION ET OUTILS DE PREDICTION @RADIAC
  • MC-ORACLE : un code Monte-Carlo pour la prédiction du taux d’erreurs (SER) au niveau End-User et Fondeur.
  • ECORCE : un outil TCAD qui prend en compte l’effet des radiations avec un mailleur automatique et dynamique.
  • Modélisation de l’environnement radiatif atmosphérique, spatial
 

TEST ET METHODES DE CARACTERISATION @RADIAC

  • Réalisation de test sous irradiation avec les moyens présents au laboratoire: cobalt60, X-ray, Laser, source alpha.
  • Réalisation de test en grands accélérateurs ou réacteurs expérimentaux
  • Outils et méthodes d’évaluation de la fiabilité : développement des méthodes et plateformes matérielles/logicielles, évaluation de solutions de durcissement
  • Développement de méthodologies de test
 
MATERIAUX ET CAPTEURS POUR MESURE DOSIMETRIQUE @RADIAC @M2N
  • Etude et développement de systèmes de mesure de l’environnement radiatif et de ses effets sur l’électronique.
  • Etude et développement de matériaux pour la dosimétrie OSL (Optically Stimulated Liminescence).
 

MATERIAUX PIEZOELECTRIQUES SOUS FLUX GAMMA ET NEUTRONIQUE @ACO @RADIAC

  • Expérimentations complexes avec des contraintes
  • Etude des effets de dose / débits de dose
  • Qualification de la tenue sous flux de composants pour l’intégration dans des capteurs.

Développer des capteurs et systèmes en conditions hostiles

 

INSTRUMENTATION ACOUSTIQUE EN MILIEU NUCLEAIRE @ACO

  • Systèmes Acoustiques dédiés aux contrôles en milieux radiatifs
  • Mesure de relâchement de gaz de fission en MTR
  • Mesures de la pression / composition de gaz de relâchement sur assemblage REP
  • Examens ultrasonores post-irradiatoires de déformation inter-plaque sur un élément combustible irradié d’un réacteur à Haut Flux
  • Banc d’imagerie acoustique haute résolution pour caractériser l’interface pastille-gaine au sein de crayons combustibles. 
 
MESURES INERTIELLES SOUS ACCELERATIONS EXTREMES POUR APPLICATIONS MILITAIRES @M2N
  • Micro-capteurs thermiques en vue d’applications dans la mesure inertielle (accéléromètres et gyromètres)
  • Absence de masse sismique suspendue, sources de défaillances des dispositifs, lors de chocs et/ou de fortes vibrations.
  • Mesures des chocs de plusieurs dizaines de milliers de g.
 
PHOTO-DETECTEUR IR POUR APPLICATIONS SPATIALES ET MILITAIRES @NanoMIR @RADIAC
  • Détecteurs IR à superréseaux T2SL à températures de fonctionnement des supérieures à 150K dans le MWIR (3-5µm)
  • Meilleure mise en service, autonomie et portabilités des imageurs IR Détecteur quantiques dans gamme VLIR
  • Détecteurs T2SL MWIR et LWIR (8-12µm) sous irradiation de Dose) afin de  qualifier la technologie pour de future missions spatiales
 
CELLULES PHOTOVOLTAIQUES FONCTIONNANT EN CONDITIONS EXTREMES @M@CSEE
  • Cellules solaires III-V fonctionnant à haute température (200-250°C) pour des applications hybrides (PV couplé avec thermo-éléments ou avec du CSP) ou pour des missions dans l’espace (en direction du soleil)
  • Cellules solaires III-Sb fonctionnant sous concentration solaire (50 soleils et plus)
  • Caractérisations optoélectroniques de cellules solaires en condition de stress (thermique ou concentration solaire) ou avant et après irradiation (si application spatiale)
 

Etudier l’influence des fortes contraintes électriques, thermiques et environnementales sur des matériaux isolants

 

VIEILLISSEMENT DE MATERIAUX ISOLANTS POUR LE GENIE ELECTRIQUE @GEMS

  • Etude du rôle des charges électriques (charges d’espace) dans les diélectriques.
  • Qualification et surveillance de matériaux et de structures avec des propriétés adaptées aux contraintes de la HTCC (forts champs électriques continus et gradients thermiques)
 
RUPTURE DE POLYMERES DIELECTRIQUES @GEMS
  • Prédiction de la rigidité diélectrique (champ de claquage) des propergols en fonction de leur composition
  • Fiabilisation les matériaux utilisés pour la  propulsion (fusées et missiles)

Utiliser une contrainte électromagnétique pour détecter ou perturber des systèmes

 

 

PERTURBATION DE L'ELECTRONIQUE PAR INJECTION ELECTROMAGNETIQUE @RADIAC

Problématique de la sécurité matérielle des systèmes électroniques

  • Bancs d’injection électromagnétique fort signal et jusqu’à 100 GHz, en champ proche,  sur cartes électroniques
  • Mesures des effets induits et de leur évolution selon les caractéristiques du signal perturbateur
  • Compréhension des mécanismes de défaillances
  • Mise en place de modèles électriques prédictifs de la susceptibilité
 
DETECTION ET INDENTIFICATION D'ELECTRONIQUE RF A DISTANCE @RADIAC

Problématique de la télédétection et de l’identification d’électronique de petite taille

  • Banc RADAR de détection multi-bande de systèmes de communications RF pour applications militaires et civiles
  • Caractérisation de la susceptibilité des cibles RF sous diverses contraintes, en mode conduit et rayonné
  • Modélisation comportementale du RADAR pour simulations prédictives multi-scenario
  • Mise en place de protocole de tests pour la détection et l’identification des cibles
 
 

Proposer des méthodes d’Évaluation Non Destructive sur des systèmes contraints

 

METHODE DE CARACTERISATION NON DESTRUCTIVE ACOUSTIQUE @ACO

  • Microscopie acoustique durcie pour le CND de composites métalliques irradiés, la caractérisation de nouveaux combustibles.
  • Optimisation des sondes US  avec des dos composite particulaire pour des mesures Haute Température
  • Dispositif spécifique multi-capteurs pour la caractérisation du contact mécanique lors du vieillissement de structures
 
MESURE NON DESTRUCTIVE DE CHARGES D'ESPACE @GEMS
  • Méthode de l’onde thermique et optimisation
  • Excitation par des impulsions de puissance produites par rayonnement et par effet Joule
  • Qualification et surveillance de matériaux et de structures avec des propriétés adaptées aux contraintes de la HTCC (forts champs électriques continus et gradients thermiques)
 
BRUIT BASSE-FREQUENCE @M@CSEE @RADIAC
  • Indicateur de qualité (amplitude du bruit en 1/f)
  • Analyse des défauts (spectroscopie, composantes de G-R)
  • Méthode de e caractérisation de la fiabilité de composants
  • Effets des radiations (X-Ray et Gamma),
  • Effets du stress électrique , Effets de la température

Banc de caractérisation et de cartographie des propriétés électromagnétiques de composant électronique @RADIAC

QUESTIONNEMENT ET COMPETENCES SCIENTIFIQUES

Microcapteur thermique de contraintes pariétales @M2N

DOMAINES D'APPLICATIONS

  • Applications Nucléaires.
  • Composants pour l’Aéronautique et le Spatial.
  • Applications Militaires
  • Energie (Distribution, Conversion, …)
  • Transports (Terrestre, Aéro, … )
  • Grands Accélérateurs
 
NOS PARTENAIRES  : 
  • EDF
  • CEA
  • FRAMATOME
  • LYNRED
  • AIRBUS
  • THALES
  • DGA
  • ONERA 
  • ARIANEGROUP
  • ILL (NEUTRONS FOR SOCIETY)
  • SuperGrid Institute
  • ANR / ANRT
  • Région Occitanie
  •  
Banc de caractérisation en courant-tension et température @GEMS

EQUIPEMENTS SPECIFIQUES

Les équipements spécifiques sont ceux des équipes de recherche de l’axe, avec un accès aux plate-formes etchnologiques de de l’Université de Montpellier

Projets de recherche

ACC
2022-2024

ACC

Electronique de conditionnement pour micro-capteurs de choc

Partenaires :

Financé par :

UHTBM
2021-2024

UHTBM

Dos Amortisseurs Haute température

Financé par :

Responsable :

Jean-yves Ferrandis

Ingénieur de Recherche, HDR - CNRS

Responsable :

Jérémy Raoult

Maître de Conférences, HDR - UM

Serge Agnel

Professeur des Universités - UM

Franck Augereau

Maître de Conférences - UM

Jérôme Boch

Professeur des Universités - UM

Adrien Carretero-genevrier

Chargé de recherche - CNRS

Jérôme Castellon

Maître de Conférences, HDR - UM

Philippe Christol

Professeur des Universités - UM

Philippe Combette

Directeur, Professeur des Universités - UM

Gilles Despaux

Professeur des Universités - UM

Sylvie Guenard-jarrix

Maître de Conférences, HDR - UM

Jean-charles Laurentie

Maître de Conférences - UM

Didier Laux

Maître de Conférences, HDR - UM

Emmanuel Le clezio

Professeur des Universités - UM

Frédéric Martinez

Maître de Conférences - UM

Daniel Matt

Professeur des Universités - UM

Alain Michez

Maître de Conférences - UM

Petru Notingher

Directeur Adjoint, Professeur des Universités - UM

Fabien Pascal

Professeur des Universités - UM

Jean-philippe Perez

Maître de Conférences, HDR - UM

Eric Rosenkrantz

Maître de Conférences - UM

Bruno Sagnes

Maître de Conférences, HDR - UM

Jean-roch Vaille

Maître de Conférences - UM

Frédéric Wrobel

Professeur des Universités - UM