The PhD candidate will be in charge of developing a hybrid twins platform merging physics-based and data-driven models for monitoring the in-service life of a smart fan blade. Model reduction and machine learning algorithms will be used to decrease computational complexity to quantify the smart blade performances within the aircraft engine.

In addition to the FBG sensors that will be included during the RTM manufacturing process, the hybrid structure will be embedded with printed sensors (PZT, temperature or humidity). The generated data will then be used for digitalization purposes and for feeding robust structural health monitoring algorithms3,4 that have to be elaborated within this thesis to predict the remaining useful life (RUL) of the structure.

Among the main objectives, we can highlight the following:

• To elaborate an interactive hybrid twin platform allowing to provide feedback regarding specifications, to assess the smart fan blade performances.
• To quantify smart fan blade performances within the aircraft engine and its environment by developing a reduced parametric smart fan blade model that will be included in complex system simulation tools.

Laboratory and/or research group: PIMM / DYSCO Team

Supervisors and contact:

Nazih  Mechbal                      
nazih.mechbal@ensam.eu
Eric Monteiro
eric.monteiro@ensam.eu
Marc Rébillat
marc.rebillat@ensam.eu

Funding: EU H2020 MORPHO Project– Embedded Life-Cycle Management for Smart Multimaterials Structures: Application to Engine Components.

Starting date: Autumn 2021

Job description

Contexte et objectifs : Des revêtements polymères aux propriétés barrière sont utilisés à l’intérieur des tuyaux d’adduction d’eau potable. Considérant les durées de vie en service visées pour les tuyaux (100 ans ou plus dans un réseau d’eau potable), il est crucial de s’assurer de la pérennité de la protection apportée par le polymère, qu’il s’agisse de la protection anticorrosion de la fonte ou du maintien de la qualité de l’eau transportée.

Les objectifs de cette thèse sont (1) de suivre les modifications structurales de revêtements polymères industriels et/ou modèles soumis à un vieillissement accéléré, (2) élucider les mécanismes de vieillissement et leurs conséquences sur les propriétés mécaniques et barrière des revêtements polymères, (3) déterminer la cinétique des vieillissements afin d’évaluer la durée de vie des revêtements polymères.

La thèse sera co-encadrée par le PIMM, SG PAM et SG Research Paris. Elle se déroulera sur une période de 3 ans. Le/la doctorant(e) sera basé(e) à Paris, où il/elle bénéficiera du savoir-faire et des équipements présents dans le laboratoire. Des réunions seront régulièrement organisées avec Saint-Gobain.

Lieu: La thèse se déroulera au laboratoire «Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux» (PIMM) à Paris, sous la codirection de Sébastien ROLAND et Xavier COLIN en partenariat avec les sociétés Saint-Gobain Pont-à-Mousson et Saint-Gobain Research Paris.

Financement: Bourse CIFRE

Fiche de poste

La corrosion constitue une menace sévère pour l'industrie, en particulier dans le domaine de l'aéronautique. En effet les dommages dus à la corrosion engendrent une baisse de la tenue mécanique de pièces sensibles et donc de potentiels incidents ou accidents en service. Pour se prémunir de la corrosion, les pièces en aluminium sont recouvertes d'un revêtement anticorrosion. Néanmoins, ce revêtement demeure imparfait (présence d'huile, traces de doigt, éraflure, …) et l'aluminium peut quand même être localement corrodé. En conséquence, des procédures d'inspection visuelle régulières sont aujourd'hui indispensables pour détecter à temps la corrosion de pièces sensibles en aluminium. Les procédures d'inspection visuelles imposent l'immobilisation parfois inutile de l'avion et sont sujettes à l'interprétation d'un opérateur humain. Dans ce contexte, la mise en place de procédures automatisées et in-situ de contrôle de la corrosion représente un pas en avant considérable d'un point de vue industriel.

Deux principaux verrous scientifiques empêchent cependant actuellement d'atteindre cet objectif :
- Les mécanismes conduisant à la dégradation des pièces métalliques sont liés au couplage entre corrosion et fatigue mécanique. Ces mécanismes sont complexes car ils sont le fruit d'une interaction entre chimie et mécanique. La compréhension fine de ces mécanismes et leur contrôle maitrisé dans un environnement de laboratoire constitue un premier verrou scientifique à lever.
- La réalisation du contrôle in-situ de la corrosion de pièce métallique est réalisable en utilisant des ondes de Lamb émises et réceptionnées par des éléments piézoélectriques. Ces ondes peuvent être utilisées de façon passive ou seule celles émises par le dommage en formation sont captées ou bien de façon active ou l'on cherche à mesurer les échos induits par les dommages. La mise en synergie de ces deux modes de fonctionnement et la corrélation entre les signaux mesurés et la position et la géométrie du dommage de corrosion constituent le second verrou scientifique à franchir.

L'objectif de cette thèse est donc double. Il s'agit dans un premier temps d'être capable de générer un dommage de corrosion-fatigue calibré en taille et en position sur des échantillons représentatifs de l'industrie aéronautique. Puis le second objectif est de développer une méthode basée sur des ondes de Lamb active et passive permettant localiser et de quantifier la taille de ce dommage de corrosion sur la pièce sensible de façon à remplacer ces inspections visuelles.

Fiche de poste

Postuler

Contexte et objectifs de la thèse
Dans un contexte de réduction de l’impact des matières plastiques sur l’environnement, il est indispensable d’intensifier les actions en faveur d’une économie plus circulaire des emballages plastiques alimentaires, notamment en développant de nouveaux films recyclables ou utilisant des polymères biosourcés. Dans cette perspective, le programme PSPC « Stretch » a pour objectif de développer des films multicouches ultra-performants qui répondent à ces attentes.
L’objectif de cette thèse est donc de mettre en oeuvre des films multicouches pétrosourcés/recyclables et biosourcés/biodégradables présentant des propriétés barrières, thermiques et mécaniques améliorées. La stratégie développée consiste à combiner un procédé de coextrusion multinanocouche avec une étape de (bi)étirage en utilisant des formulations innovantes. La nanostratification induite par le procédé de coextrusion multinanocouche et l’étirage induiront une modification de la microstructure du film (taux de cristallinité, taille des cristaux et orientation cristalline, orientation moléculaire en phase amorphe, orientation des éventuelles charges). Des méthodes de caractérisation fine seront utilisées pour étudier cette nanostructuration et son impact sur les propriétés macroscopiques.

Pour plus d'informations, cliquer sur le lien ci dessous :

PROPOSITION DE THESE
Développement de films multicouches de polymères orientés recyclables pour utilisation en emballage alimentaire

Voir fiche descriptive.

La thèse porte sur la mise en place d’une méthodologie de correction des phénomènes vibratoires lors d'opération d'usinage sur site. Il s’agira dans un premier temps, à partir d’une opération d’usinage choisie, de modéliser simplement la structure de la machine-outil dans le but de déterminer les formes modales du système usinant et ainsi d’identifier les lieux pour placer les capteurs. Le second aspect du travail porte sur la mise en place d’un critère apte à prédire la survenue de vibrations/broutement par la mise en place de diagrammes de stabilité. Le troisième et dernier point du travail consistera à étudier et proposer des solutions technologiques pour atténuer, voire supprimer, les vibrations durant l’usinage.
 

Dans cette thèse nous proposons de travailler sur le développement et la validation de méthodes de mesure de propriétés thermophysiques telles que la diffusivité thermique, la conductivité thermique et la chaleur massique à pression constante. Cette démarche repose sur plusieurs années de développements théoriques et expérimentaux, notamment sur les propriétés fluides (tension de surface, masse volumique et viscosité). Des installations expérimentales sont déjà existantes (enceintes à vide, caméras rapides, laser de puissance) et seront à adapter à ce sujet.

Notons que dans le cadre de ce financement, le dossier du candidat a une place décisive pour l'obtention du financement (entretien avec l'école doctorale à prévoir). 

Le profil recherché est basé sur :

- connaissances en thermique - énergétique (analytique et numérique)

- connaissances en mécanique des fluides

- des bases sur les méthodes d'estimation de paramètres seront un plus

Cette thèse sera en co-direction (co-fiancement) entre l'ensam (Paris) et l'Université de Bretagne Sud (Lorient)

Contacts :

Paris : Morgan Dal (morgan.dal@ensam.eu)

Lorient : Mickael Courtois (mickael.courtois@univ-ubs.fr)

Le Cnam ouvre une nouvelle Chaire "Matériaux Avancés et Procédés Innovants" et recrute un nouveau Professeur Titulaire de Chaire qui sera rattaché au laboratoire PIMM pour ses activités de recherche. Voir l'offre d'emploi ci-dessous.