Overblog Suivre ce blog
Editer l'article Administration Créer mon blog
Le blog emploi de l'ESTACA

Proposition de 2 thèses SAFRAN

9 Décembre 2013, 17:52pm

Publié par Patricia VAUX

Proposition de thèse 1 : Étude des contraintes résiduelles dans les pièces structurales renforcées par des tissus 3D

Les contraintes résiduelles sont inhérentes au procédé d’élaboration des structures composites. Elles sont en partie liées au changement de volume dû à la dilatation thermique et au retrait chimique, mais aussi aux effets mécaniques dus à l’interaction entre la pièce et le moule. Il s’avère que ces contraintes résiduelles ont une influence à la fois : (i) sur la forme finale de la pièce et (ii) sur les performances mécaniques (seuil de premier endommagement par exemple). Une grande majorité des travaux scientifiques réalisés jusqu’à présent ont étudié cette problématique dans le cas de composites stratifiés fabriqués par autoclave. Les travaux proposés visent à approfondir cette thématique suivant trois axes de recherche principaux, soit : (1) la caractérisation directe et simultanée des propriétés de la matrice au cours de la réticulation; (2) la mise en forme de pièces composites structurales de grande taille avec des renforts 3D interlock fournis par Safran; (3) l’étude de la spécificité des procédés de moulage liquide (notamment de l’étape d’injection).

Étudiant recherché : doctorant (3,5 ans)

Date de démarrage : hiver 2013 (doctorat)

Description du projet : Modèle multi-échelle du comportement du matériau. Il s’agit d’abord de modéliser le comportement viscoélastique, thermique et volumique des résines sélectionnées en fonction du degré de polymérisation et de la température de transition vitreuse. En outre, un modèle d’homogénéisation multi-échelle sera développé pour obtenir l’ensemble des propriétés des composites avec le renfort tridimensionnel interlock de Safran. Ce travail sera réalisé en codirection avec l’ONERA (France), spécialiste, entre autre, des lois de comportement non-linéaire des composites à renforts tissés 3D.

Compétences requises : Connaissances de la fabrication des composites, compétences en chimie des polymères et propriétés mécaniques des composites. Connaissances avancées en mathématique et modélisation. Connaissances de la micro-caractérisation DSC, TGA, FTIR, MS. Capacité de travailler expérimentalement à la fabrication des composites. Autonomie en recherche et motivation pour travailler dans une équipe multidisciplinaire sont aussi un requis pour la réalisation de ces travaux expérimentaux.

Étudiant recherché : doctorant (3,5 ans)

Date de démarrage : automne 2013 (doctorat)

Description du projet : Développement d'un outil de calcul des contraintes résiduelles. Ce projet consiste à mettre en œuvre un logiciel existant de calcul des contraintes résiduelles permettant de coupler les résultats de simulation d’injection (PAM-RTM) avec un logiciel d’analyse non linéaire des contraintes (Abaqus). Il faudra incorporer dans cet outil les modèles de comportement viscoélastiques du matériau composites 3D. Il sera important dans cette étude de focaliser sur les interactions (thermiques et mécaniques) entre la pièce et le moule. La résistance thermique de contact, par exemple, sera l’un des paramètres à caractériser et à modéliser afin de représenter les échanges de chaleur dans la cavité y compris après le décollement de la pièce causé par le retrait. L’interaction mécanique pièce/moule sera un autre élément clé à caractériser et modéliser adéquatement dans le calcul d’éléments finis. Des pièces planaires seront utilisées pour une première validation expérimentale simple tandis que des pièces non-planaires avec nervures seront utilisées pour une validation plus avancée.

Compétences requises : Connaissances avancées en CAD en programmation (C++) et calcul d’éléments finis de structures. Compétences avancées en calcul et formulation d’éléments finis. Connaissances de la modélisation des composites multicouches ou renforts 3D. Connaissances de la fabrication des composites et compétences en chimie des polymères. Capacité de travailler tant en modélisation comme expérimentalement à la fabrication des composites. Autonomie en recherche et motivation pour travailler dans une équipe multidisciplinaire sont aussi un requis pour la réalisation de ces travaux expérimentaux.

Pour candidater, veuillez envoyer :

- Un CV

- Une lettre de motivation

- Une copie de vos relevés de note

- Une courte lettre de votre part mettant en valeur vos compétences, connaissances des composites et expériences passées dans ce domaine

Merci de faire parvenir toutes ces pièces à Najet ZAMMOU : najet.zammou@safran.fr

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Proposition de thèse 2 : Étude avancée du procédé de moulage par injection flexible

Ce volet porte sur l’étude avancée du procédé de moulage par injection flexible en développement entre l’École Polytechnique de Montréal et Safran pour la fabrication de pièces composites aérospatiales renforcées par des tissus 3D. Ce nouveau procédé d’injection flexible consiste à injecter la résine liquide similaire au RTM permet de fabriquer de pièces à en cadence et haute qualité. Ce procédé est approprié pour la fabrication de pièces structurales épaisses avec un renfort 3D car les étapes d’injection et consolidation sont très rapides comparées aux procédés traditionnels comme le RTM ou l’infusion. De plus, l’application d’une pression de consolidation uniforme permet de minimiser le risque de formation de porosités au cœur de la pièce.

Étudiant recherché : doctorant (3,5 ans)

Date de démarrage : automne 2013 (doctorat)

Description du projet : Étude du préformage des renforts 3D. Un préformage est nécessaire avant de placer le renfort à l’intérieur du moule d’injection. Ce préformage peut aussi être réalisé dans le même moule d’injection en appliquant une pression pneumatique sur une membrane déformable. Dans les deux cas, un agent de liaison (habituellement un polymère compatible avec la résine) est utilisé pour tenir les fibres ensemble à la forme finale de la pièce. Cet agent de liaison peut déjà être contenu dans les torons des fibres de carbone ou peut être projeté sur le renfort sec avant préformage. Il est important de déterminer, pour les pièces structurales, l’impact de la présence de ce lien sur les propriétés mécaniques et la durée de vie de la pièce. Cette étape du projet de recherche vise à étudier initialement l’impact du liant sur la formation de porosités, un élément fondamental pour les pièces de structure primaire. Le renfort 3D de Safran utilise des torons de fibre de carbone d’une épaisseur jusqu'à 48K. Il est donc important d’étudier comment le liant migre à l’intérieur des torons lors du préformage et si celui-ci forme des porosités fermées autour des filaments. Une étude des liants sera tout d’abord entamée afin de caractériser ses propriétés de viscosité, tension de surface et cinétique de fusion ou polymérisation. Par la suite, des études seront réalisées afin d’optimiser la quantité de liant nécessaire pour assurer une ténue adéquate du renfort ainsi que les conditions de mise en forme de la préforme. L’étude sera réalisée sur deux liants différents compatibles avec les résines utilisées dans ce projet de recherche.

Compétences requises : Connaissances de la fabrication des composites, compétences en chimie des polymères et propriétés mécaniques des composites. Connaissances avancées en mathématique et modélisation. Connaissances de la micro-caractérisation DSC, TGA, FTIR, MS. Capacité de travailler expérimentalement à la fabrication des composites. Autonomie en recherche et motivation pour travailler dans une équipe multidisciplinaire sont aussi un requis pour la réalisation de ces travaux expérimentaux.

Étudiant recherché : doctorant (3,5 ans)

Date de démarrage : hiver 2014 (doctorat)

Description du projet : Étude avancée du procédé d’injection flexible avec renforts 3D. Afin d’améliorer la compréhension de ce nouveau procédé, il est nécessaire d’étudier la fabrication de pièces épaisses non planaires complexes avec renforts 3D. En fait, lors de l’utilisation des renforts tridimensionnels, quand ceux-ci se déforment hors du plan pendant le drapage, une variation géométrique résulte dans la pièce finale. Il est donc important de déterminer les limites du procédé pour fabriquer des pièces complexes à double courbure. Dans ce cas, une série de renforts 3D fabriqués par Snecma seront utilisés. Des moules seront conçus spécialement pour cette application permettant d’évaluer diverses conditions de déformation. Ce travail vise tout d’abord à étudier les variations d’épaisseur résultant de la mise en forme des composites 3D. Une étude expérimentale sera réalisée dans un moule en verre trempé afin de visualiser ces déformations lors de l’injection de la résine et lors de la consolidation à travers la membrane flexible. Cette étude visera également une meilleure compréhension du phénomène d’imprégnation, où la déformation de la membrane et le canal ouvert entre le renfort et la membrane jouent un rôle clé pour l’écoulement de la résine en peau. L’objectif scientifique de cette étude est une meilleure compréhension des interactions fluide-structure et du phénomène d’imprégnation et de consolidation à haute température des renforts 3D utilisés.

Compétences requises : Connaissances avancées en fabrication des composites et compétences en chimie des polymères. Capacité de travailler tant en modélisation CAD comme expérimentalement à la fabrication des composites. Autonomie en recherche et motivation pour travailler dans une équipe multidisciplinaire sont aussi un requis pour la réalisation de ces travaux expérimentaux.

Étudiant recherché : maîtrise (1,5 ans)

Date de démarrage : automne 2013 (doctorat)

Description du projet : Analyse de la fabrication de pièces nervurées par injection flexible. Cette partie des travaux de recherche concerne l’étude de la fabrication par injection flexible de pièces nervurées avec renforts 3D. L’avantage de l’utilisation d’une membrane déformable est que celle-ci peut être moulée afin d’incorporer divers types de nervures en « T » ou « Omega ». Ce projet de maîtrise vise l’étude de la fabrication de pièces nervurées en collaboration avec Safran. Dans ce cas, un moule rectangulaire sera utilisé pour fabriquer des pièces avec divers types de nervures. L’étude scientifique sera centrée sur l’analyse de la qualité de ces pièces (i.e. accumulation de résine, déformations hors du plan, mauvaise imprégnation, variations d’épaisseur, etc.) afin de créer des règles générales pour la conception de ce type de pièces. .

Compétences requises : Connaissances de la fabrication des composites et compétences de base en polymérisation de résines aéronautiques. Connaissances du moulage liquide type RTM. Autonomie en recherche et motivation pour travailler dans une équipe multidisciplinaire sont aussi un requis pour la réalisation de ces travaux expérimentaux.

Pour candidater, veuillez envoyer :

- Un CV

- Une lettre de motivation

- Une copie de vos relevés de note de l’INSA

- Une courte lettre de votre part mettant en valeur vos compétences, connaissances des composites et expériences passées dans ce domaine

Merci de faire parvenir toutes ces pièces à Najet ZAMMOU : najet.zammou@safran.fr

Commenter cet article