Thèse : Étude expérimentale et numérique des contraintes résiduelles dans les composites F/H

Description de l'offre

Thèse : Étude expérimentale et numérique des contraintes résiduelles dans les composites F/H

Job field : Material and processes

Location : Villaroche , Ile de France , France

Contract type : CIFRE

Contract duration : Full-time

Required degree : Master Degree

Required experience : First experience

Professional status : Professional, Engineer & Manager

# 2024-136781

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Job Description

Le groupe SAFRAN possède un fort avantage concurrentiel sur la technologie des composites tissés 3D. De par le contraste de propriétés thermomécaniques entre les constituants (fibre et matrice), les contraintes résiduelles sont inhérentes au procédé d'élaboration des structures composites. Une meilleure compréhension des phénomènes physiques mis en jeu lors du cycle de fabrication doit permettre : d'optimiser la conception des moules, les cycles de température et de refroidissement ; mais aussi d'améliorer les critères de design. En effet, 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.

Dans le cadre de la décarbonation, Safran AE investit dans le développement de technologies pour des avions ultra-efficaces. Le programme technologique RISE prépare ainsi la prochaine génération de moteurs avec pour objectif de réduire de plus de 20 % les émissions de CO₂ par rapport aux moteurs actuels. Ce programme a pour vocation première d'assurer au moteur une efficacité propulsive maximale, notamment grâce à une architecture non carénée.

Les hélices de la soufflante en composites auront une taille deux fois plus grande que celle des aubes de soufflantes du LEAP. La maitrise du dimensionnelle à l'issue du procédé de fabrication et de finition est un enjeu majeur d'un point de vue de la performance aéro

Complementary Description

La modélisation des contraintes résiduelles dans les composites à renfort tissé 3D est une problématique à la fois multi-échelles et multi-physiques.

La simulation de la génération des contraintes résiduelles demande donc la résolution d'un problème thermo-cinétique couplé pour modéliser l'évolution du degré de polymérisation et du transfert de chaleur pendant le cycle de cuisson, et la résolution d'un problème thermo-mécanique pour modéliser l'évolution des déformations et contraintes dans le composite en fonction des températures et des degrés de polymérisation locaux.

Les composites à renfort tissé sont des matériaux multi-échelles. Pour rendre compte de ce caractère multi-échelles dans la modélisation des contraintes résiduelles, des méthodes d'homogénéisation appropriées aux propriétés thermiques, aux coefficients de dilatation thermique et retrait chimique et au comportement viscoélastique sont nécessaires.

Cette thèse comporte donc aussi bien un volet expérimental conséquent de compréhension du comportement des matériaux (résine et composite tissé 3D) en cours de réaction, mais également un volet modélisation numérique permettant de décrire les phénomènes physiques observés de manière robuste avec un partie dialogue essai/calcul essentielle pour la validation de la méthodologie mise en place.

Job Requirements

Master recherche ou grande école, spécialisation en réalisation d'essai sur matériaux composites et en calcul des structures.

Bonnes connaissances de la mécanique des milieux continus, de la méthode des éléments finis et intérêt pour la réalisation d'essais sur structures.

Specificity of the job

Les travaux de thèse se dérouleront à temps partagé sur le site de l'Onera Chatillon et sur le site du LTEN à Nantes. Des déplacements récurrents chez Safran Aircraft Engines sur le site de Villaroche seront à prévoir.

92,000

employees worldwide

27

Number of countries where Safran is located

35

business area families

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