Thèse CIFRE : Développement d'un simulateur et de méthodes robustes d'analyse de données Tip-Timing F/H

Description de l'offre

Thèse CIFRE : Développement d'un simulateur et de méthodes robustes d'analyse de données Tip-Timing F/H

Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Safran est un groupe international de haute technologie opérant dans les domaines de l'aéronautique (propulsion, équipements et intérieurs), de l'espace et de la défense. Sa mission : contribuer durablement à un monde plus sûr, où le transport aérien devient toujours plus respectueux de l'environnement, plus confortable et plus accessible. Implanté sur tous les continents, le Groupe emploie 100 000 collaborateurs pour un chiffre d'affaires de 27,3 milliards d'euros en 2024, et occupe, seul ou en partenariat, des positions de premier plan mondial ou européen sur ses marchés.

Safran est la 2ème entreprise du secteur aéronautique et défense du classement « World's Best Companies 2024 » du magazine TIME.

Safran Aircraft Engines conçoit, produit et commercialise, seul ou en coopération, des moteurs aéronautiques civils et militaires aux meilleurs niveaux de performance, fiabilité et respect de l'environnement. La société est notamment, à travers CFM International*, le leader mondial de la propulsion d'avions commerciaux courts et moyen-courriers.

·  CFM International est une société commune 50/50 de Safran Aircraft Engines et GE Aerospace.

Parce que nous sommes persuadés que chaque talent compte, nous valorisons et encourageons les candidatures de personnes en situation de handicap pour nos opportunités d'emploi.

Référence

2026-170186

Description du poste

Intitulé du poste

Thèse CIFRE : Développement d'un simulateur et de méthodes robustes d'analyse de données Tip-Timing F/H

Type contrat

CIFRE

Durée du contrat

3 ans

Statut (CSP)

Etudiant

Temps de travail

Temps complet

Parlons de votre future mission

La technologie Tip-Timing (ou BTT- Blade Tip Timing) s'est imposée comme une méthode de référence pour la surveillance vibratoire non-intrusive des aubes en rotation. Cette technique repose sur la mesure des temps d'arrivée (Time of Arrival - ToA) des aubes devant des capteurs fixes positionnés autour du carter. Contrairement aux jauges de contrainte classiques qui nécessitent des télémesures complexes et coûteuses, le Tip-Timing permet une caractérisation simultanée de toutes les aubes sans perturbation de l'écoulement aérodynamique.

Malgré ses avantages indéniables, les chaînes de traitement Tip-Timing fournissent actuellement des estimations moins fiables, moins robustes que les systèmes traditionnels (jauges, accéléromètres). La mesure Tip-Timing est impactée par de nombreuses sources d'incertitudes peu maîtrisées[1]. Ces sources vont de la prise de mesure jusqu'aux méthodes de traitement et sont décrites par des paramètres qui varient d'un système à l'autre (type de capteur, calibration, fréquence d'échantillonnage, technique d'extraction des ToA), d'une configuration machine à l'autre (nombre d'aubes, rayon de mesure, position des capteurs), d'une campagne d'essai à l'autre (vitesse, température, pression) et d'une méthode d'analyse à l'autre.

La maîtrise de l'impact de ces paramètres sur la mesure Tip-Timing et l'évaluation des méthodes de dépouillement requièrent de nombreux essais avec des conditions de fonctionnement contrôlées et un accès à la vraie vibration des aubes. Une telle capacité de maîtrise et d'évaluation n'est pas réalisable en pratique. D'où la nécessité de développer un simulateur de données Tip-Timing le plus représentatif possible d'une mesure réelle sur moteur, constituant une étape cruciale vers la certification de cette technique de mesure.

Cette thèse vise trois objectifs complémentaires :

·  Développer un simulateur de données Tip-Timing représentatif d'une mesure réelle sur turboréacteur. Cette modélisation inclut :

• Une modélisation fidèle de la chaîne de mesure (capteur, acquisition)

• Une modélisation mécanique avancée de la roue aubagée intégrant les phénomènes physiques complexes (interactions aube-rotor/aube-aube, effets aérodynamiques et rotationnels, désaccordage)[2,3]

• L'intégration et la quantification des différentes sources d'incertitudes citées plus haut

·  Développer des méthodes robustes d'analyse de la donnée Tip-Timing, capables de :

• Reconstruire le signal vibratoire sous-échantillonné des aubes

• Estimer avec précision l'amplitude, la phase et l'amortissement de la réponse vibratoire

• Analyser les données dans différentes conditions opératoires (régime constant, accélération, bruit de mesure)[4]

• Mieux performer que les méthodes de dépouillement existantes

·  Recaler le simulateur développé et valider les méthodes proposées sur des données réelles de vibration d'aubes de turboréacteurs afin d'assurer leur pertinence et leur transférabilité vers des applications industrielles.

Mais encore ? (avantages, spécificités, …)

Bibliographie:

[1] Chen, Z., Sheng, H., Xia, Y., Wang, W., & He, J. (2021). A comprehensive review on blade tip timing-based health monitoring: status and future. Mechanical Systems and Signal Processing, 149, 107330.

[2] Nikpour M, Moradi S, Soodmand I. A new bladed assembly simulator and an improved two-parameter plot method for blade tip-timing numerical simulations. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering. 2021;235(14):2135-2144.

[3] Figaschewsky, F., Hanschke, B., & Kühhorn, A. (2019). Efficient generation of engine representative tip timing data based on a reduced order model for bladed rotors. Journal of Engineering for Gas turbines and Power, 141(1), 012503.

[4] CHEN, Kang, XU, Guoning, ZHANG, Xulong, et al. Development of a Simulation Model for Blade Tip Timing with Uncertainties. Aerospace, 2025, vol. 12, no 6, p. 480.

Parlons de vous

• Diplôme d'ingénieur ou Master 2 (BAC+5) en mécanique, génie mécanique, aéronautique ou traitement du signal. Des connaissances en dynamique vibratoire seraient fortement appréciées

• Bonnes compétences en traitement du signal (analyse spectrale, filtrage)

• Bonne maîtrise de la programmation en Python ou en Matlab

• Bon niveau d'anglais pour la lecture, la rédaction et la synthèse d'articles scientifiques

Laboratoire universitaire d'accueil : Laboratoire de Tribologie et de Dynamique des Systèmes – Ecole Centrale de Lyon

Localisation du poste

Localisation du poste

Europe, France, Ile de France, SEINE ET MARNE (77)

Ville

VILLAROCHE

Critères candidat

Niveau d'études min. requis

BAC+5

Niveau d'expérience min. requis

Jeune diplômé-e/Première expérience