Evaluation par simulation FEM de modules 3D d'électroniques de puissance pour applications aéronautiques

Description de l'offre

Entité de rattachement

Safran est un groupe international de haute technologie, équipementier de premier rang dans les domaines de l'Aéronautique et de l'Espace (propulsion, équipements), de la Défense et de la Sécurité. Implanté sur tous les continents, le Groupe emploie plus de 70 000 personnes pour un chiffre d'affaires de 17,4 milliards d'euros en 2015. Composé de nombreuses sociétés, Safran occupe, seul ou en partenariat, des positions de premier plan mondial ou européen sur ses marchés. Pour répondre à l'évolution des marchés, le Groupe s'engage dans des programmes de recherche et développement qui ont représenté en 2015 des dépenses de plus de 2 milliards d'euros. Safran est une société cotée sur Euronext Paris et fait partie de l'indice CAC 40 et de l'indice européen Euro Stoxx 50.  

Description du poste

Filière principale / Métier principal

Recherche, conception et développement - Mécanique du solide

Intitulé du poste

Evaluation par simulation FEM de modules 3D d'électroniques de puissance pour applications aéronautiques

Type contrat

Stage

Durée du contrat

6 mois

Statut

Etudiant

Temps de travail

Temps complet

Description de la mission

“L'avion plus électrique” est un des défis visé par les équipementiers aéronautiques avec pour objectifs une réduction du poids et du nombre de phases de maintenance de l'aéronef. Cette nouvelle conception nécessite l'utilisation de machines électriques et de leur électronique de commande possédant un haut niveau de fiabilité. Les assemblages de puissance sont des composants clé contribuant à cette fiabilité notamment lorsque les équipements sont situés en environnement sévères (vibration, humidité, température, pression). Les technologies d'interconnexion conventionnelles font appel à des fils de câblage en aluminium. Cependant, il a été démontré que cette technologie présente des fortes inductances parasites pénalisant la montée en fréquence, limite l'intégration des composants ainsi que leur refroidissement et présente une fiabilité réduite conduisant notamment à des décollements ou des fractures du fil de câblage et par la suite à la défaillance complète du module.
Afin de s'affranchir des inconvénients des fils de câblage, de nouvelles structures d'assemblage ont été développées par différentes équipes de recherche. De nombreuses technologies permettent d'assurer des interconnections sans l'utilisation des fils de câblage. Le prototypage virtuel est une voie qualitative, économique, disponible permettant de comparer les différentes structures d'une façon relativement rapide. En plus, des modifications et des suggestions d'amélioration en terme de conception, de matériaux et de procédés peuvent être évaluées facilement. L'objectif de ce stage est d'investiguer et de comparer l'apport des différents assemblages de points de vue électrique, thermique et thermomécanique pour des applications aéronautiques. Des modélisations par éléments finis seront menées pour les analyses multi-physiques afin de calculer les températures et les contraintes associées induites sur les différentes parties de l'assemblage à l'instant initial ainsi que leurs évolutions au cours de vieillissement accéléré. Le choix et le suivi de l'évolution d'un indicateur de défaillance va permettre de prédire la durée de vie du module de puissance et l'emplacement de la défaillance pour une structure définie. Les différents points critiques présentant des fragilités des structures seront identifiés et des propositions de solutions alternatives (matériau, conception, procédé) permettant des améliorations potentielles seront évaluées.

Complément du descriptif

Le calendrier de l'étude sera le suivant :
- Etat de l'art sur les assemblages 3D développés, les matériaux et les procédés de fabrication
- Etat de l'art des propriétés physiques (électrique, thermique et mécanique) des matériaux constituant les assemblages
- Modélisation multi physiques stationnaire (électrique, thermique et mécanique) sous ANSYS des assemblages présentant un intérêt pour les applications aéronautiques
- Modélisation dynamique sous des conditions de vieillissement accélérées et estimation des durées de vie sous contraintes aéronautiques réelles
- Mise en œuvre dans la mesure du possible de critères de classification des structures étudiées pour un profil de mission spécifique
- Proposition et évaluation des voies d'amélioration potentielles des assemblages montrant les meilleures performances

Profil recherché

Profil candidat

Le candidat recherché sera issu d'un Master Recherche, dernière année d'école d'ingénieur ou université
Spécialités : Sciences des matériaux, Simulations multi-physiques

La connaissance de logiciel de simulation thermomécanique est requise afin de rapidement pouvoir prendre en main le logiciel envisagé (ANSYS) et construire le modèle 2D/3D de l'assemblage étudié.

Un CV et une lettre de motivation seront requises. Par la suite, un entretien téléphonique permettra d'apporter un complément d'information sur le sujet de stage.