Unité : CERI Matériaux et Procédés

Responsable hiérarchique : Didier LESUEUR

Responsable fonctionnel / Tuteur de stage : Abderrahmane AYADI

Nature de l’emploi : Stage de recherche M2 (6 mois)

Lieu de travail : 764, Boulevard Lahure - 59500 DOUAI

Contexte général :

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’École : www.imt-nord-europe.fr

Le stage sera effectué au sein du Centre d’Enseignement de Recherche et d’Innovation pour les Matériaux et Procédés (CERI MP) où sont menées des expertises techniques et scientifiques centrées principalement autour des matériaux du génie civil et des matériaux polymères et composites, ainsi que leur mise en œuvre par des procédés innovants.

Description du sujet de stage :

Le Moulage par Transfert de Résine en Compression (C-RTM) est un procédé de fabrication qui implique l’imprégnation rapide d'une préforme de fibres avec une résine thermoplastique à l’état fondu grâce à une charge de compactage. Pour optimiser ce processus et la microstructure résultante, l'établissement de protocoles hybrides (expérimentaux et numériques) s'avère crucial. Ces protocoles ont pour but de : (i) évaluer le comportement des fibres de renfort, (ii) prédire le flux de la résine fondue sous l’effet de variations de perméabilités sous l’effet de charges mécaniques, et (iii) caractériser la microstructure après imprégnation ainsi que les performances mécaniques des pièces fabriquées. À une échelle mésoscopique, qui correspond à celle des mèches de fibres, l'utilisation de diverses techniques d'imagerie successivement, comme l'imagerie 3D (non-destructive, comme la micro-tomographie à rayons-X) puis 2D (souvent destructive, comme la microscopie optique ou la microscopie électronique à balayage) permet d'obtenir des informations sur la base de physiques différentes d’une même microstructure. Cette approche dite imagerie multimodale offre une multitude d’informations partielles mais aussi complémentaires sur : les fibres de renfort, la localisation de la matrice thermoplastique, la localisation de zones partiellement ou non imprégnées, et bien plus encore. Cependant, chaque technique comporte ses propres limites en termes de qualité des images obtenues, de résolution minimale, et de taille maximale des échantillons pouvant être analysés. Malgré les avancées dans les caractérisations microstructurales de matériaux composites, plusieurs défis subsistent concernant les techniques d'imagerie, qu'elles soient destructives ou non-destructives [1-2]. Ces défis incluent des incertitudes de mesure liées à : (i) trouver un équilibre entre la résolution spatiale et la représentation statistique des données à l'échelle des échantillons analysés, (ii) assurer l'objectivité des évaluations de l'imprégnation des structures fibreuses du renfort, et (iii) améliorer la précision des quantifications des défauts. Dans l'optique de surmonter ces défis, le CERI MP d’IMT Nord Europe se concentre actuellement sur le développement d'un flux de travail optimal qui vise à créer des bases de données d'images fiables en s’appuyant sur sa plateforme d’imagerie interne.

Objectif du stage :

Ce stage se trouve à l'intersection de l'ingénierie des matériaux, de la caractérisation de structures et du traitement d'images. Son objectif est d'explorer la synergie entre ces domaines pour améliorer les processus de caractérisation et développer des approches novatrices dans le domaine de l'ingénierie. L'objectif principal consiste à caractériser la microstructure des matériaux composites en polypropylène et en fibre de verre. Le flux de travail se concentre spécifiquement sur l'établissement de liens entre les caractéristiques microstructurales dès l'échelle mésoscopique, telles que la morphologie de la porosité, la distribution de la matrice thermoplastique et les déformations des fibres, et les paramètres macroscopiques associés au procédé C-RTM, notamment la fraction volumique des fibres et la compaction des plaques. Ce flux de travail se divise en trois phases distinctes : la préparation des échantillons, la capture d'images grâce à diverses techniques d’imagerie, et le traitement ultérieur des images. Les compétences à développer dans le cadre de ce stage peuvent être adaptées à différents matériaux composites utilisés dans diverses industries telles que l'automobile, la construction navale et l'aérospatial.

Références

[1] Ayadi A., Deléglise-Lagardère M., Park CH. Et al. Front. Mater. 6:255 (2019). https://doi.org/10.3389/fmats.2019.00255.

[2] Duchene P., Chaki S., Ayadi A. et al. J Mater Sci 53, 7915–7938 (2018). https://doi.org/10.1007/s10853-018-2045-6

Missions/Activités du stage :

Pour ce stage de niveau M2, les tâches impliquent :

• L’optimisation des opérations de préparation de surfaces à travers des techniques de polissage,
• La capture d'images à l'aide de techniques d'imagerie optique ainsi que d'autres techniques telles que la Microscopie Électronique à Balayage (MEB),
• Le post-traitement des images via des opérations de filtrage, recalage, combinaison et segmentation, en utilisant des approches supervisées et/ou non supervisées.
• La quantification d’incertitudes entre les traitements d'images en 2D et 3D.
• La contribution à la constitution d'une base de données d'images annotées.

Profil du candidat :

Ce stage est destiné à une/un élève ingénieure/ingénieur ou étudiante/étudiant en Master 2 ayant suivi une formation dans le domaine du Génie des Matériaux ou du Génie Mécanique avec des bases solides liées aux traitements d’images et de signaux. Nous recherchons une personne possédant une solide maîtrise des techniques de segmentation d’images avec une expérience appuyée par des exemples concrets de compétences liées à des bibliothèques ou logiciels d'analyse d'images tels que Matlab, Python ou le langage macro d’ImageJ.

Aptitudes/Motivation:

- Forte compétence en communication, avec une capacité à partager les informations scientifiques de manière claire et précise.

Conditions :

L’offre de stage est à pourvoir à compter du 01/03/2024 pour une durée de 6 mois.

Renseignements et modalités de dépôt de candidature :

- Pour tout renseignement sur le poste, merci de vous adresser aux personnes suivantes :

Dr. Abderrahmane AYADI, enseignant-chercheur, abderrahmane.ayadi@imt-nord-europe.fr

Dr. Mylène LAGARDERE-DELEGLISE, enseignante-chercheure, mylene.lagardere@imt-nord-europe.fr

- Pour tout renseignement administratif, merci de vous adresser à la Direction des Ressources Humaines : jobs@imt-nord-europe.fr

- Le poste peut être aménagé pour une personne en situation de handicap.

Date limite de candidature : 15/12/2023