Doctorante/Doctorant Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces- à IMT Nord Europe

Job description

Unité : CERI MP

Responsable hiérarchique : Prof. Chung-Hae PARK

Nature de l’emploi : CDD (embauché par ONERA)

Lieu de travail : ONERA (Site Chatillon) + IMT Nord Europe (Site Douai), la période à déterminer

Titre de la thèse : Etude de la détection de défauts initiaux par instrumentation SHM sur les stratifiés thermoplastiques haute performance élaborés en basse pression.

Contexte :

Ecole sous tutelle du ministère en charge de l’économie et des finances, 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 de l’ONERA (https://www.onera.fr/fr , https://w3.onera.fr/formationparlarecherche/composites-thermoplastiques-haute-performance-shm-defauts-initiaux-procede ) et du CERI MP (Centre d’Enseignement, de Recherche et d’Innovation, Matériaux et Procédés, https://imt-nord-europe.fr/recherche-et-innovation/materiaux-et-procedes/) à IMT Nord Europe.

Sujet scientifique :

Le milieu de l’aviation subit actuellement une véritable mutation liée, d’une part à la réduction du coût des transports, et d’autre part à une législation de plus en plus stricte en matière d’émissions de gaz à effet de serre. Pour faire face à ces nouveaux défis, différentes réponses sont envisagées, et on constate ainsi l’émergence de composites structuraux à matrice thermoplastique qui viennent concurrencer les solutions thermodurcissables. En effet, les matrices thermoplastiques, telles que le PAEK, le PEEK ou le PEKK, offrent des avantages en matière d’élaboration en permettant, notamment, un assemblage par soudage. De plus, leurs résistances à l’impact et à la corrosion sont accrues par rapport aux alternatives thermodurcissables.

En parallèle des alternatives au procédé autoclave, coûteux et limitant les cadences de production, sont également proposées. Différentes solutions sont ainsi envisagées telles que le placement automatique de fibres ou encore la consolidation en basse pression (sous bâche à vide). Dans le cas de l’élaboration de stratifiés haute performance par ce second procédé, la maîtrise des défauts initiaux (ex : porosité, ondulation des fibres, défaut de cristallisation…) est encore imparfaite.

Dans ce contexte, la thèse s’intéressera au développement d’un système Structural Health Monitoring (SHM) constitué notamment de réseaux de Bragg permettant de faire un suivi de la pièce composite durant sa phase de fabrication, mais également exploitable tout au long de sa durée de vie. Durant l’étape d’élaboration du composite, le système SHM permettra à la fois de détecter la présence de défauts initiaux et de recueillir des données qui nourriront un modèle numérique du procédé basse pression pour des matériaux thermoplastiques. Durant la vie de la pièce, le système permettra un contrôle de son état de santé, à travers un suivi de son comportement thermomécanique.

Dans un premier temps, le doctorant mettra en place une instrumentation SHM innovante adaptée au procédé hors-autoclave pour la fabrication de pièces thermoplastiques (Tmax = [350°C ; 400°C]). Une étude de sensibilité de ce système à la détection de défauts sera également menée et consistera notamment à optimiser le positionnement des capteurs et leur méthode d’interrogation en fonction de la nature et de l’emplacement du défaut. Ces travaux s’appuieront sur une modélisation du procédé qui sera réalisée en parallèle, à partir des données issues des capteurs SHM et d’une campagne de caractérisation des matériaux. Cette simulation s’intéressera particulièrement aux phénomènes d’adhésion inter-pli, de génération et transport des porosités, d’écoulement de l’ensemble fibres/matrice et de cristallisation de la matrice.

Dans un second temps, une validation du modèle sera réalisée, en comparant les prévisions du modèle à la réponse des capteurs pour différents paramètres procédé et différents types de préimprégnés thermoplastiques.

Enfin, la capacité du système SHM à suivre le comportement mécanique de la pièce lors de sollicitations sera évaluée en comparant sa réponse à celle d’une multi-instrumentation mise en place pendant les essais (corrélation d’images, thermographie infrarouge…).

Job requirements

Profil du candidat : (Prérequis/ Diplôme)

Profil universitaire ou Ecole d’Ingénieurs (Diplôme Bac+5), Spécialisation en matériaux ou instrumentation capteurs, Compétences en procédé composites, Matériaux et capteurs souhaitées, Intérêt pour les travaux expérimentaux, Maîtrise de la langue anglaise (présentation orale et rédaction de document)


Conditions :

Le poste est à pourvoir à compter du 01/10/2022 pour une durée de 36 mois (contrat CDD). Le/a doctorant/e sera embauché/e par l’ONERA mais sera inscrit à l’école doctorale SMRE (Université de Lille). Les activités de recherche seront réalisées au sein des deux établissements, ONERA et IMT Nord Europe, et la thèse sera co-encadrée par les enseignant-chercheurs de ces deux établissements.


Renseignements et modalités de dépôt de candidature :

Pour tout renseignement sur le poste, merci de vous adresser à

PARK, Chung-Hae, Professeur (IMT Nord Europe), chung-hae.park@imt-nord-europe.fr, 03 2771 2187

SAFFAR, Florence, Ingénieur de recherche (ONERA), florence.saffar@onera.fr, 01 4673 4528

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

Pour faire acte de candidature, merci de vous connecter sur notre plate-forme de recrutement via le lien suivant :


Date limite de candidature : 20/05/2022