Liste des sujets proposés pour la rentrée 2022

Il y a 9 sujets disponibles.

Sujet 01 : Mise en œuvre du Molybdène par fusion laser sur lit de poudre*

La fusion laser sur lit de poudre est un procédé de fabrication permettant de réaliser des formes complexes souvent irréalisables par d’autres procédés, donnant la possibilité d’intégrer de multiples fonctions sur une même pièce.
Le molybdène pur (Mo) est un matériau réfractaire qui offre de nombreuses propriétés intéressantes : bonnes conductivités thermique et électrique, faible coefficient de frottement et d’expansion thermique, haut module d’élasticité, résistance aux chocs thermiques et à la corrosion. Les travaux proposés dans le cadre de ce projet DMS visent à partir de l'analyse de l'existant à identifier dans un premier temps les conditions de mise en œuvre du molybdène pur en minimisant la densité de fissures puis d’essayer dans un second temps une poudre de molybdène allié avec 5% en masse de rhénium (MoRe5). On s’intéressera plus particulièrement à la « fabricabilité » de pièces à parois fines.
(*) Nationalité française exigée

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Tuteurs Centre des Matériaux : C. Colin, J.D. Bartout
Société partenaire : CETIM
Référence : 01-DMS-2022-CETIM

 

Sujet 02 : Caractérisation de la ténacité par pénétrateur sphérique instrumenté – Le small punch test

Ce sujet sera réalisé dans le cadre de la Chaire industrielle ANR « MESSIAH » (Mini-Eprouvettes pour le Suivi en ServIce des structures avec Application au transport d’Hydrogène) en partenariat avec Air liquide (AL), RICE GRTgaz, EDF R&D, Mannesmann Precision Tubes France SAS (MPTFR) et Transvalor.
Le Small Punch Test (SPT) est un essai de caractérisation de micro-emboutissage sphérique à partir d’un échantillon standard de 9mm de diamètre et de 500μm d’épaisseur. Cet essai est actuellement utilisé pour remonter aux propriétés de résilience. Des corrélations Charpy/SPT permettent notamment de remonter à la température de transition ductile/fragile. L’objectif de ce projet est de développer une méthodologie de détermination de la ténacité à l’aide du SPT. Il est pour cela indispensable de se rapprocher des conditions de la mécanique de la rupture en usinant, par exemple, des entailles sévères dans les échantillons.

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Tuteurs Centre des Matériaux : Y. Madi, J. Besson
Société partenaire : CHAIRE MESSIAH
Référence : 02-DMS-2022-MESSIAH-SPT

 

Sujet 03 : Etude et automatisation du contrôle non destructif surfacique de la qualité cristalline des aubes de turbine par difraction des rayons X

Ce sujet sera réalisé dans le cadre de la Chaire BiGMECA en partenariat avec Safran.
Le programme de la chaire BIGMECA propose d’utiliser les techniques issues de l’Intelligence Artificielle pour analyser de nouveaux jeux de données massives, issues de l’utilisation de capteurs et de systèmes d’imagerie.
Les aubes de turboréacteurs subissent des chargements extrêmes. Elles sont fabriquées avec un procédé de solidification particulier leur permettant d'être constituées d'un unique cristal, dont l’orientation est contrôlée. La diffraction des rayons X (méthode de Laue) est une technique très sensible pour la mesure d’orientation cristalline et sera privilégiée dans le cadre de cette étude. Le projet consiste à évaluer les différents paramètres qui régissent le signal de diffraction des rayons X, pour deux montages de Laue en réflexion (source RX classique et haute énergie).

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Tuteur Centre des Matériaux : H. Proudhon 
Société partenaire : SAFRAN
Référence : 03-DMS-2022-SAFRAN-bigmeca1

 

Sujet 04 : Selection automatique de lois de comportement par apprentissage statistique

Ce sujet sera réalisé dans le cadre de la Chaire BiGMECA en partenariat avec Safran.
Le programme de la chaire BIGMECA propose d’utiliser les techniques issues de l’Intelligence Artificielle pour analyser de nouveaux jeux de données massives.
Le groupe Safran est un leader mondial dans la conception, la fabrication et la maintenance de moteurs et d'équipements aéronautiques et spatiaux. Comme dans de très nombreux domaines industriels, la simulation numérique est un outil incontournable pour le dimensionnement et la certification de pièces mécaniques. En mécanique des structures, la construction du modèle de comportement est de première importance pour obtenir des prédictions fidèles des phénomènes en jeu. Ce projet DMS se place dans ce contexte : nous cherchons à développer un ensemble d’outils qui permettraient, à partir de données expérimentales, de choisir le bon modèle de comportement et de calibrer ses paramètres.
 

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Tuteurs Centre des Matériaux : P. Kerfriden, L. Lacourt
Société partenaire : SAFRAN
Référence : 04-DMS-2022-SAFRAN-bigmeca2

 

Sujet 05 : Adhérence des revêtements de barrières thermiques pour les aubes de turbine

L'élévation de température des gaz en entrée de turbine haute pression conduit à l'apparition de nouveaux endommagements au niveau du système de protection barrière thermique (BT) utilisé pour réduire la température en surface du superalliage monocristallin base nickel (substrat).
Ce projet en collaboration avec Safran-PFX concernera l'utilisation  de l'essai LASAT (LAser Shock Adhesion Test) pour caractériser l'adhérence du système barrière thermique SPS (spray plasma suspension) en fonction des préparations de surface (sablage et chimique sablage + sablage ), et après des cyclages thermiques. Le travail à forte composante expérimentale se déroulera sur les deux sites de Mines Paris (CDM) et Safran PFX à Genvilliers. Des installations sophistiquées comme le banc à flamme  et de cyclage thermique de PFX seont utilisés. Des caractérisations physico-chimiques (MEB ET MET) et des essais LASAT sont à réaliser.

Mots clés : aéronautique, système BT SPS, LASAT, fissuration, température
Sujet en cours de construction

Tuteurs Centre des Matériaux : V. Maurel, V. Guipont
Société partenaire : SAFRAN
Référence : 05-DMS-2022-SAFRAN


 

Sujet 06 : Etude des propriétés et de l'imprégnation de différents liants de Binder Jetting dans un lit de poudre d'Inconel 718

Les procédés de fabrication additive métallique sans fusion (faisant appel à une étape de frittage) offrent des perspectives intéressantes pour produire des pièces aéronautiques traditionnellement réalisées avec des procédés conventionnels. Safran s'intéresse notamment au procédé Metal Blinder Jetting consistant à mettre en forme des pièces par projection en infiltration de liant sur lit de poudre, lesquelles sont ensuite réticulées, déliantées et fritées. Aujourd'hui, l'interaction entre le liant et la poudre est peu étudiée en dehors des développements internes réalisés par les fabricants de machines. Une étude est donc proposée en ce sens avec différents liants commerciaux qui seront caractérisés. Des essais seront réalisés avec une poudre d'Inconel 718, un superalliage base nickel très répandu dans l'aéronautique.

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Tuteurs Centre des Matériaux : C. Colin, J.D. Bartout
Société partenaire : SAFRAN
Référence : 06-DMS-2022-SAFRAN

 

Sujet 07 : Caractérisation et modélisation de l'anisotropie plastique du Ti17 en grandes déformations

Dans le cadre de la certification d’un turboréacteur, il est nécessaire de déterminer la vitesse de rotation menant à la ruine des disques de compresseurs en Ti17 afin d’assurer leur tenue lors de chargements extrêmes de survitesse. Pour prédire le comportement du disque jusqu’à éclatement, les bureaux d’étude utilisent des réseaux de courbes d’écrouissage isotropes par température, identifiées jusqu’à striction, et un critère de rupture basé sur la déformation à striction selon le sens de sollicitation.

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Tuteurs Centre des Matériaux : Y. Madi, J. Besson
Société partenaire : SAFRAN-AE
Référence : 07-DMS-2022-SAFRAN-AE

 

Sujet 08 : Création des modèles Surrogate pour des chargements complexes en mécanique des structures par des approches Physically Informed Graph Neural Networksra

La simulation numérique est aujourd'hui un pilier fondamental dans la recherche liée à la science des matériaux à tous les niveaux, en raison de sa flexibilité pour ajouter des phénomènes de plus en plus complexes et couplés. Parmi les méthodes les plus robustes pour l'étude des comportements en mécanique des solides figurent les éléments finis (FE) qui permettent une grande flexibilité pour la modélisation et une grande précision liée à la formulation sous-jacente. Cette précision est souvent liée à des temps de calcul restrictifs pour certaines situations et très longs pour des situations où la précision est moins importante que la capacité à parcourir rapidement un grand espace de réponse. Une nouvelle génération de méthodes basées sur des approches d'apprentissage profond (DL) permet aujourd'hui de gagner en vitesse de calcul par des ratios allant jusqu'à x100 ou plus tout en gardant des niveaux de précision acceptables.

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Tuteur Centre des Matériaux : D. Ryckelynck
Société partenaire : TRANSVALOR
Référence : 08-DMS-2022-TRANSVALOR

 

Sujet 09 : Qualification de matériaux pour le transport d’hydrogène par mesure de la ténacité résiduelle en conditions statiques et quasi-statiques sous atmosphères hydrogénantes

RICE (Research & Innovation Center for Energy) GRTgaz a annoncé le lancement d’un projet de plateforme de recherche, d’innovation et de coopération européenne sur les nouveaux gaz dont l’hydrogène. GRTgaz a construit sur ses installations d’Alfortville (94) un banc appelé « FenHYx », dont la mise en service a eu lieu en 2021. La plateforme FenHYx vise en particulier à reproduire les effets du transport d’hydrogène gazeux sur l’intégrité du réseau, en réalisant des essais à différentes pressions et concentrations d’hydrogène et de méthane (teneur d’hydrogène allant de 0% à 100%).

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Tuteurs Centre des Matériaux : Y. Madi, V. Farrugia, J. Besson
Société partenaire : GRTgaz
Référence : 09-DMS-2022-GRTgaz


 

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