Thèse - Composites thermoplastiques haute performance : compréhension du mécanisme de vieillissement H/F (Recherche & Développement/Recherche - Synthèse - Analyse)

Description de l'offre

Métier : Recherche & Développement/Recherche - Synthèse - Analyse

Contrat : Thèse

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La réduction de consommation d'énergie dans les transports, notamment en aéronautique, passe par l'allégement des structures. Les structures primaires des avions civils modernes sont constituées à plus de 50% de matériaux composites polymère/fibre de carbone ce qui permet un allégement d'environ 20%. Aujourd'hui les composites utilisés sont essentiellement de type thermodurcissable (matrice polymère chimiquement réticulée) ce qui implique un procédé de mise en œuvre long et coûteux et limite la recyclabilité en fin de vie. La solution pour les nouvelles générations d'avions passe par l'utilisation de composites thermoplastiques à base de matrices polymères de haute performance (très haut point de fusion et résistance aux environnements agressifs), avec potentiellement l'énorme avantage de pouvoir souder les pièces entre elles. C'est dans ce contexte que s'inscrit le travail de la thèse.

La mise en œuvre de tels composites thermoplastiques implique plusieurs étapes : préparation des nappes constituées de fines bandes unidirectionnelles de fibres de carbones pré-imprégnées de matrice thermoplastique, dépôt automatisé des nappes, consolidation des pièces, soudure pièce-pièce. Afin de valider ces processus, il est nécessaire d'étudier le comportement à long terme de ces composites pour garantir leur bonne tenue dans le temps en conditions réelles d'utilisation. En effet lors de son utilisation, un composite en fibre de carbone et PEKK destinées aux structures aéronautiques est susceptible d'interagir avec son milieu et ainsi conduire à une diminution de sa durabilité.

L'objectif de cette thèse est d'identifier les mécanismes pouvant être responsables de pertes de propriétés mécaniques du composite lorsque celui-ci est en contact avec des fluides. Les interactions entre le composite et le ou les fluides nécessitent la mise en place de vieillissements accélérés permettant de mettre en évidence dans des échelles de temps raisonnables une possible dégradation dans les conditions d'usage. L‘identification et la compréhension des processus mis en jeu nécessitera des investigations expérimentales à différentes échelles : mobilités moléculaires, caractérisations morphologiques ; mis en évidence d'endommagements microscopiques. C'est pourquoi il est important d'une part que le candidat puisse avoir des compétences en physico chimie des polymères et des techniques de caractérisation associées et d'autre part qu'il soit sensibiliser aux techniques de microscopie et tomographie.
La thèse s'inscrit dans le cadre du projet collaboratif HAICoPAS (Highly Automatized Integrated Composites for Performing Adaptable Structures) porté par Hexcel et Arkema et qui a reçu le soutien financier du programme d'investissements d'avenir


La thèse proposée ici s'inscrit dans ce contexte et elle se déroulera en parallèle avec deux autres thèses du projet. Le/la doctorant(e) fera partie de l'équipe Polymères & Composites du Laboratoire PIMM et travaillera en étroite collaboration avec les autres partenaires du projet. Il/elle effectuera des séjours et des expérimentations dans les locaux des autres partenaires (centres R&D industriels, Laboratoire LTEN), et aura à présenter régulièrement ses résultats lors des réunions techniques du projet.
Il/elle bénéficiera donc d'un environnement exceptionnel et aura une vision large sur la thématique des composites thermoplastiques haute performance et sur la chaine complète de mise en œuvre des matériaux et des procédés.

Le/la candidat(e) idéal(e) doit avoir une solide formation en physico-chimie des polymères et des matériaux composites. Une connaissance de la mécanique des matériaux sera très appréciée. Il/elle doit avoir le goût pour la mise au point de nouvelles expériences, l'interdisciplinarité, une aisance en communication écrite et orale (en particulier en anglais) avec les partenaires industriels et académiques et une grande facilité pour le travail en équipe.

Lieu : Colombes

Niveau d'études min. requis : Bac +5

Langue / Niveau :

Anglais : Courant