Thèse de doctorat : Optimisation des propriétés thermo-mécaniques de pièces thermoplastiques biosourcés, auto-renforcés, durables et recyclables.

Présentation d’IMT Nord Europe :

Ecole sous tutelle du ministère de l’économie, des finances et de la souveraineté industrielle et numérique, et école de l’Institut Mines Télécom, IMT Nord Europe a 3 missions principales : former des ingénieurs responsables aptes à résoudre les grandes problématiques du XXIème siècle ; mener des recherches débouchant sur des innovations à haute valeur ajoutée ; soutenir le développement des territoires notamment en facilitant l’innovation et les créations d’entreprises. Son objectif est de former les ingénieurs de demain, maîtrisant à la fois les technologies numériques et les savoir-faire industriels. Idéalement située au carrefour de l’Europe, à 1 heure de Paris, 30 minutes de Bruxelles et 1H30 de Londres, IMT Nord Europe a l’ambition de devenir un acteur majeur des grandes transformations industrielles, numériques et environnementales du XXIème siècle en combinant, tant dans ses enseignements et que dans sa recherche, les sciences de l’ingénieur et les technologies du digital.

Localisée sur 2 sites principaux d’enseignement et de recherche, à Lille et à Douai, IMT Nord Europe s’appuie sur plus de 20000m² de laboratoire pour développer un enseignement de haut niveau et une recherche d’excellence dans les domaines suivants :

•              Systèmes Numériques

•              Energie Environnement

•              Matériaux et Procédés

Pour plus de détails, consulter le site internet de l’Ecole : www.imt-nord-europe.fr

Le poste est à pourvoir au sein du CERI MP https://recherche.imt-nord-europe.fr/materiaux-procedes-ceri/

Motivation :

La thèse proposée se situe à l'intersection entre l'innovation technologique et la durabilité environnementale. Dans un monde confronté à des défis sans précédent en matière de conservation des ressources et de réduction des émissions de carbone, il devient impératif de repenser nos choix de matériaux, nos approches de conception et de production. Cette thèse vise à explorer de nouvelles frontières dans les domaines des matériaux, des procédés de fabrication et de la gestion de la fin de vie des produits, dans l’objectif de créer un impact environnemental positif. Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet Européen Interreg FWVL appelé SEABIOMAT.

L'objectif de cette thèse sera d'explorer les opportunités offertes par les matériaux bio-sourcés, en particulier les composites à matrice polymère biosourcé renforcées par des fibres biosourcées telles que des fibres de lin ou des fibres d'acide polylactique (PLA). Ces matériaux présentent des propriétés mécaniques intéressantes tout en préservant l'intégrité des chaînes de recyclage. Cependant, la fabrication d'objets fonctionnels à partir de ces composites est plus complexe que celle des thermoplastiques traditionnels. Il devient donc essentiel de relever certains défis en atteignant les objectifs définis dans le cadre de ces travaux de thèse.

Objectifs :

1.                  Analyser les liens entre les matériaux, les procédés, les structures et les propriétés.

Les interactions complexes entre les matrices polymères et les fibres seront étudiées en détail afin de mieux comprendre les mécanismes qui régissent leur comportement. L’accent sera mis sur l’influence de ces interactions sur la formation de structures multi-échelles, qui jouent un rôle clé dans les performances des matériaux composites. Les différentes configurations obtenues seront caractérisées afin d’identifier les paramètres influençant leurs propriétés thermo-mécaniques. Une analyse approfondie permettra d’optimiser ces structures en vue d’améliorer leur efficacité et leur durabilité. Enfin, les résultats obtenus contribueront au développement de nouveaux composites aux performances optimisées pour diverses applications industrielles.

2.            Examiner les phénomènes multiphysiques présents dans les procédés de transformation et leur conséquence sur les propriétés des pièces fabriquées.

Trois procédés de transformation seront utilisés : la thermo-compression, l’injection-moulage et l’impression 3D de composites. Chacun présente des avantages spécifiques, tels que l’incorporation d’une grande quantité de fibres courtes pour l’injection-moulage, l’utilisation de fibres longues pour le thermoformage, ou encore la fabrication de pièces composites à fibres longues et à géométrie complexe via l’impression 3D. Les phénomènes multiphysiques impliqués dans ces procédés seront étudiés afin d’optimiser les propriétés finales des pièces produites.

Ces recherches combineront des approches de modélisation, de simulation et des expérimentations. Une attention particulière sera portée sur le contrôle de la morphologie des matériaux.

3.                  Réduction de l’empreinte environnementale de la production des pièces.

Des mesures seront mises en œuvre pour minimiser l’impact environnemental à chaque étape du cycle de vie des produits. Cela inclut la sélection de matériaux durables et recyclables, l’éco-conception et le développement de procédés de fabrication innovants, intégrés dans une approche favorisant une économie circulaire durable.

Mot clés : Matériaux biosourcés & biodégradables,  modélisation numérique, fabrication additive, recyclage.

Profil recherché :

Le candidat devra être diplômé d’un master ou équivalent en science des matériaux polymères et composites et calcul numérique. Il devra posséder des appétences particulières pour la programmation et la démarche expérimentale. Il devra faire preuve d’un esprit d’équipe et d’une maîtrise de la langue anglaise pour mener à bien ses recherches intégrées à un projet collaboratif Européen en partenariat notamment avec Centexbel, IFREMER, Euramaterials, AQUIMER, VLIZ, EV IVLO (https://www.centexbel.be/fr/projets/seabiomat).

Personnes à contacter :

Dr. André Chateau AKUE ASSEKO             andre.akue.asseko@imt-nord-europe.fr

Tel : 0033 3 27 71 21 75                                                https://recherche.imt-nord-europe.fr/personnel/akue-asseko-andre-chateau/

Dr. Sébastien CHARLON                                sebastien.charlon@imt-nord-europe.fr

Tel : 0033 3 27 71 21 96                               https://recherche.imt-nord-europe.fr/personnel/charlon-sebastien/

Prof. Chung-Hae PARK                                  chung-hae.park@imt-nord-europe.fr

Tel : 0033 3 27 71 21 87                               https://recherche.imt-nord-europe.fr/personnel/park-chung-hae/

Conditions :

Le poste est à pourvoir en mars 2025 pour une période de 36 mois (contrat CDD). La date limite des candidatures est fixée au: 31/05/2025.