Thèse Modélisation Mécanique et Couplage Multiphysique d'Une Cellule au Lithium par Méthodes Non Intrusives et par Réduction Mathématique Appliquée à l'Essai Virtuel H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Technologie de Compiègne École doctorale : Sciences pour l'ingénieur Laboratoire de recherche : Mécanique, énergie et électricité Direction de la thèse : Delphine BRANCHERIE Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-07-15T23:59:59 La modélisation mécanique d'une cellule au lithium avec un couplage multiphysique comportant de l'électrochimie et de la thermique est clé pour l'optimisation de sa conception ou de son intégration dans un pack batteries. Elle permet également d'extrapoler/interpoler avec plus de robustesse un essai de vieillissement physique dans différentes conditions de test en laboratoire objet du projet VITESS, dans lequel s'inscrit ce travail de thèse.
Lorsque les paramètres de conception internes sont inconnus, ce type de modélisation nécessite une campagne d'essais intrusive et le déroulement d'un process d'ingénierie inverse. Une telle campagne nécessite un budget élevé, des moyens de caractérisation particuliers et l'autorisation de pouvoir ouvrir la cellule qui n'est pas souvent accordée pour des raisons de confidentialité.
Cette thèse est une contribution à l'identification rapide et non intrusive de modèles mécaniques couplés aux notions de base de l'électrochimie faisant intervenir un couplage avec l'électrique, la thermique et la mécanique. Des essais de vieillissement vont permettre d'étudier les contraintes mécaniques optimales vis-à-vis des performances de la cellule et de l'évolution des principaux paramètres du modèle au cours du vieillissement. L'approche développée intégrera tant pour la mise en place des modèles que de l'identification des paramètres associés, une étape de réduction / simplification des équations physiques pour sélectionner les paramètres et constantes de temps les plus pertinents pour le couplage avec un modèle de vieillissement (non concerné par la thèse).
La modélisation mécanique d'une cellule au lithium avec un couplage multiphysique comportant de l'électrochimie et de la thermique est clé pour l'optimisation de la conception des cellules de batterie ou pour l'intégration dans un pack batteries. Elle permet également d'extrapoler/interpoler avec plus de robustesse un essai de vieillissement physique dans différentes conditions de test en laboratoire objet du projet VITESS, dans lequel s'inscrit ce travail de thèse.
Lorsque les paramètres de conception internes sont inconnus, ce type de modélisation nécessite une campagne d'essais intrusive et le déroulement d'un process d'ingénierie inverse. Une telle campagne nécessite un budget élevé, des moyens de caractérisation particuliers et l'autorisation de pouvoir ouvrir la cellule qui n'est pas souvent accordée pour des raisons de confidentialité. L'objectif de cette thèse est de développer une stratégie d'identification et les outils numériques associés, rapide et non intrusive, de modèles mécaniques couplés aux notions de base de l'électrochimie faisant intervenir un couplage avec l'électrique, la thermique et la mécanique afin de disposer d'un modèle de prévision du vieillissement des batteries à l'échelle des cellules.

La personne candidate aura un diplôme d'ingénieur ou de Master 2 dans le domaine de la mécanique ou du génie mécanique. Un attrait pour l'électro-chimie, les mathématiques et l'algorithmie, les essais, le stockage d'énergie et les mesures sera apprécié.

La personne recrutée sera dotée d'une bonne capacité d'analyse et d'adaptation. Elle devra faire preuve d'autonomie, de rigueur et de polyvalence.

La personne recrutée aura un niveau d'anglais suffisant pour lire et rédiger des documents scientifiques et techniques en anglais, ainsi que pour présenter ses travaux et interagir avec un public anglophone sur des sujets complexes.