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Thèse CEMEF 2019 : Analyse Morphologique et Modélisation du processus de moussage d'élastomères

  • Thèse
  • Entre 25 mois et 36 mois
  • Valbonne (Alpes-Maritimes)
  • Master, Titre d'ingénieur, Bac +5
  • Energie / Matériaux / Mécanique
  • modélisation de phénomènes physiques
  • Connaissance des matériaux polymères
  • procédés de mise en forme
  • analyse d'images
  • programmation en Python appréciée

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Description de l'offre

L’objectif de la thèse concerne l’optimisation et la prédiction des structures cellulaires dans les matériaux élastomères pour les pièces d’étanchéité de véhicules. Cela permet de produire des pièces plus légères (réduction CO2) présentant un bon comportement acoustique et mécanique.

La formulation élastomère contient un agent moussant. Lorsqu’on injecte le mélange, la chaleur apportée par le moule active la réaction de production de gaz, mais aussi la vulcanisation. L’enjeu est de maîtriser le procédé pour que le moule soit rempli, le gaz libéré avant vulcanisation. Il faudra donc établir la relation entre la microstructure et les divers paramètres du procédé. Des essais se feront sur un moule instrumenté du centre de recherche d’ Hutchinson. Pour caractériser la microstructure des pièces produites, les moyens les plus à la pointe seront utilisés : microscopies optique et électronique à balayage (MEB), micro-tomographie de Rayons-X.

La modélisation de la cellularisation à l’échelle micro et macro permettra de comprendre d’une part l’évolution d’une bulle dans un élastomère sous pression et température et d’autre part d’avoir la distribution de taille de bulles dans la pièce moulée à la fin du procédé. Les calculs seront fait en Python à l’échelle microscopique et en utilisant le logiciel REM3D (TRANSVALOR) à l’échelle macroscopique. Les développements théoriques seront comparés aux observations expérimentales. Les résultats de la modélisation seront intégrés au logiciel REM3D®.

Profil recherché

- Diplôme d'ingénieur ou M2 en physico-chimie des matériaux, rhéologie, thermomécanique des fluides
- Profil en modélisation de phénomènes physiques (et analyse inverse) en utilisant des tests expérimentaux et des calculs numériques, avec une forte affinité pour le travail expérimental
- Connaissance des matériaux polymères et des procédés de mise en forme, de l'analyse d'images et de la programmation en Python appréciée

À propos de Mines Paristech - Cemef

Leader mondial dans le domaine des matériaux, des procédés et de leur modélisation, le CEMEF réalise une recherche partenariale avec l'industrie et forme des experts (doctorats et mastère spécialisé). Pluridisciplinaire, le CEMEF étudie tous les types de matériaux (métaux et alliages métalliques, polymères synthétiques et issus de la biomasse, composites, béton...) et de procédés industriels en s’intéressant aux différentes étapes de la vie du matériau : élaboration -> mise en forme -> traitements thermiques -> assemblage -> propriétés d'usage -> recyclage Elément majeur d’innovation, sa compréhension du comportement des matériaux aux différentes échelles, de l'interaction outil-matière, de l’impact des procédés sur les propriétés finales permet l’optimisation et le développement de procédés de fabrication de plus en plus complexes et contraints (technologie, énergie, environnement…). Il s’appuie sur des approches couplant techniques expérimentales et modélisations numériques Le CEMEF, c'est plus de 160 ingénieurs, chercheurs, étudiants, techniciens, animés par la même curiosité face à la complexité des phénomènes, la même envie de se dépasser pour agrandir le champ des connaissances, le même goût du défi scientifique. C’est un centre de recherche de MINES ParisTech, associé au CNRS.

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