DT - Caractérisation et modélisation de l'endommagement des revêtements pour CMC - Thèse CIFRE H/F

Description de l'offre

Entité de rattachement

Herakles conçoit, développe, produit et commercialise des moteurs à propergol solide, des matériaux et des matières premières énergétiques, des matériaux composites thermostructuraux et organiques, pour la défense, le spatial, l'aéronautique, la sécurité automobile et l'industrie. Safran Herakles fournit des services, produits et équipements pour les missiles stratégiques et tactiques et les lanceurs spatiaux, pour l'aéronautique civile et militaire et la sécurité automobile, ainsi que des outillages pour l'industrie.  

Description du poste

Filière principale / Métier principal

Recherche, conception et développement - Mécanique du solide

Intitulé du poste

DT - Caractérisation et modélisation de l'endommagement des revêtements pour CMC - Thèse CIFRE H/F

Type contrat

CIFRE

Durée du contrat

3 ans

Statut

Ingénieur & Cadre

Temps de travail

Temps complet

Description de la mission

L'introduction de technologies composites dans les moteurs d'avion civil est aujourd'hui limitée aux pièces "froides" par l'utilisation de fibres de carbone et de matrices organiques.
Les zones chaudes sont l'enjeu de la prochaine génération de moteur, et, dans ce contexte, le groupe SAFRAN met au point un nouveau matériau alternatif aux solutions métalliques, constitué d'une préforme tissée 3D et d'une matrice céramique obtenue par voie liquide ou gazeuse. Dans ces applications, les composites sont soumis à des environnements thermomécaniques et physico-chimiques (oxydation/corrosion) très sévères pouvant mener à la dégradation du matériau et à une limitation de sa durée de vie. Pour protéger le composite à matrice céramique (CMC), les pièces sont revêtues de barrières environnementales céramiques (EBC) qui les protègent des phénomènes de récession du SiC. En conséquence, le revêtement doit conserver l'intégrité de son rôle de barrière étanche tout au long de la durée de vie de la pièce. La compréhension des mécanismes d'endommagement des EBC sur CMC est donc cruciale pour le développement de la technologie CMC.

Problématique scientifique :
D'un point de vue expérimental, la caractérisation des scénarii d'endommagement de l'EBC sur le substrat CMC sous sollicitations thermomécaniques nécessite de relever de nombreux défis allant de la maîtrise des gradients thermiques appliqués à l'échantillon à la détection in-situ ou ex-situ de l'endommagement dans l'échantillon. Le moyen de chauffe identifié est radiant (laser). Des techniques de mesures expérimentales telles que la corrélation d'images numériques ou l'émission acoustique à chaud seront développées et mises en œuvre sur le banc d'essai envisagé. De même des techniques d'expertises non destructives fines seront à envisager afin de décrire l'évolution de l'endommagement en cours d'essais.
Le développement d'une méthodologie de modélisation du système multi-couches CMC revêtu soumis à un gradient thermique devra également être envisagé afin d'enrichir l'analyse des essais. La complexité du modèle sera à définir en regard des premiers résultats d'essai.
Les essais et modélisation développées devront conjointement permettre une description et compréhension des mécanismes de fissuration du revêtement du système multi-couches étudié.
L'objectif est à terme de développer et d'appliquer une méthodologie de caractérisation et de modélisation des mécanismes de fissuration d'un revêtement sur composite à matrice céramique sous environnement thermique.

Complément du descriptif

- Thermo-mécanique
- Modélisation et expérimentation
- Approche multi-physique
- Approche multi-échelle

Profil recherché

Spécificités du poste

Les activités se dérouleront majoritairement au laboratoire ONERA, en région parisienne (entre Palaiseau et Chatillon) ou dans des laboratoires partenaires également en région parisienne.

Quelques semaines par an sont à prévoir sur le site d'Herakles du Haillan.