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Actualités : proposition sujet thèse

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[ 16-10-2008 | proposition sujet thèse ]Proposition de thèse en contrat CIFRE : comportement et endommagement des milieux élastomères en fatigue à grand nombre de cycles La thèse s’inscrit dans un projet commun entre plusieurs laboratoires et un industriel (Michelin), dont l’objectif est le développement d’une démarche d’analyse multi-échelle de la fatigue des élastomères. Sous sollicitation de fatigue, les élastomères montrent souvent une chute des rigidités et l’apparition de déformation permanente qu’il convient de mettre en évidence et, le cas échéant, de modéliser afin d’appréhender la nature des comportements locaux au voisinage des pointes de fissure. Toutefois, très peu de travaux de caractérisation et de modélisation du comportement en fatigue des élastomères existent, notamment dans des conditions représentatives de déformations observées en pointe de fissure.

L’objectif de l’étude proposée est donc de caractériser et modéliser le comportement en fatigue à grand nombre de cycles des milieux élastomères. Le travail sera réalisé en deux étapes: Dans un premier temps, la mise en œuvre d’essais cycliques sous sollicitation uni axiale mais également multi-axiale, dans différentes conditions de chargement, sera réalisée, à l’aide de dispositifs expérimentaux originaux disponibles au LML, afin de caractériser expérimentalement les phénomènes d’adoucissement, de déformation permanente et d’anisotropie induite. Ce travail expérimental permettra également de quantifier l’importance des effets de vitesses et de nombre de cycles en fonction de l’intensité des déformations maximales imposées mais également d’évaluer l’auto échauffement grâce à des mesures thermographiques au cours des essais. Cette campagne expérimentale permettra alors de développer un travail de modélisation qui rendra compte de l’ensemble des phénomènes induits mis en évidence (endommagement, déformation rémanente et anisotropie induite) en fonction des paramètres influents mis en évidence (vitesse, intensité ou nombre de cycle des chargements). Les approches développées seront basées sur des approches directionnelles qui sont des méthodes éprouvées permettant de rendre compte de l’ensemble des phénomènes que nous pourrions être amenés à considérer.

L’objectif final de notre travail est donc de caractériser l’évolution du comportement du matériau en fonction du nombre de cycles (orientation, dissipation, comportement à la rupture), sur un nombre de cycles caractéristique, et de proposer un modèle, dont la robustesse numérique aura été éprouvée, à l’aide des codes de calcul de notre partenaire industriel MICHELIN, permettant de rendre compte de façon fidèle de cette évolution.

La thèse sera placée sous la co-responsabilité de Mathias Brieu et de Michelin. Elle se déroulera en grande partie dans les laboratoires du LML à l’Ecole Centrale de Lille, où se trouvent les équipements expérimentaux. Lorsque ce sera nécessaire, des séjours seront à effectuer au Centre de recherche de Michelin à Clermont-Ferrand.

Contacts : mathias.brieu@ec-lille.fr, christophe.moriceau@fr.michelin.com
[ 16-06-2008 | proposition sujet thèse ]Sujet de thèse : Analyse du contrôle actif des couches limites turbulentes décélérées Le contrôle des écoulements aérodynamiques afin de réduire le bruit ou d'augmenter les performances a connu un regain d'intérêt avec le développement des micros technologies. Des recherches actives sont en cours, en Europe et aux Etats-Unis, pour développer des MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), qui sont supposés interagir avec les petites échelles de l'écoulement et fournir un certain contrôle de celles-ci. Au travers les projets Européens AEROMEMS I et II, le contrôle de la séparation de la couche limite sur un bec de bord d’attaque ou un volet de courbure a été étudié par deux industriels (Dassault Aviation et Airbus) ainsi que plusieurs équipes de recherche. Le Laboratoire de Mécanique de Lille était un de ceux-là. Il a développé des expériences spécifiques à une échelle dilatée afin de caractériser la physique de la couche limite décélérée et son interaction avec les systèmes d'actionnement actif. Ces premiers projets ont permis de développer un générateur de tourbillons actif qui améliore de façon significative les caractéristiques de la couche limite. Dans le cadre du projet Européen AVERT, avec les même industriels, le LML se focalise maintenant sur le contrôle des écoulements décollés. Pour ce faire, un modèle spécifique est en cours de conception et d'implémentation dans la soufflerie de couche limite.

Le laboratoire
Le Laboratoire de Mécanique de Lille est un laboratoire mixte comprenant des chercheurs issues de l'Université de Lille, de l'Ecole Nationale des Arts et Métiers, de l'Ecole Centrale de Lille et du CNRS, environs 200 chercheurs et enseignants chercheurs y travaillent dans domaine de la mécanique des fluides, de la mécanique du solide et du génie civil. L'équipe d'accueil de l'étudiant de thèse est impliquée dans l'étude de la turbulence et le développement de techniques de méthodes optiques. Elle participe à des projets Européens et à des réseaux sur ces deux aspects.

Le sujet de la thèse
Le but de cette thèse est de participer au développement des recherches sur le contrôle de couche limite avec et sans décollement. Il s'agit d'une étude essentiellement expérimentale, s'appuyant sur les maquettes existantes (AEROMEMS et AVERT), sur les moyens de mesure de la plateforme de métrologie optique de Lille (méol: http://www.meol.cnrs.fr/) et sur l'expérience acquise en matière d'actionneurs fluidiques (un brevet a été déposé). Le but de la thèse est d'étudier de façon détaillée et de comprendre les mécanismes d'interaction entre les jets des actionneurs pulsés et l'écoulement dans les cas qui conduisent au recollement ou à une modification favorable significative des propriétés de la couche limite. Cette étude devrait conduire d'un part à optimiser les paramètres de l'actionneur et d'autre part à envisager un contrôle en boucle fermée à l'aide d'actionneurs et de capteurs judicieusement placés.

Le financement
Son montant de la bourse set de l’ordre de 1500 Euros brut par mois et l'employeur est l'Ecole Centrale de Lille. Il est possible d'effectuer un monitorat qui est payé environ 350 euros brut par mois.

Le candidat
Fortement motivé par l'approche expérimentale et la mécanique des fluides appliquée, il possède de bonne connaissance en mathématique et en physique. Il aime la modélisation et les expériences. Il apprécie le travail dans une petite équipe. Il est autonome et a des initiatives. Il parle et écrit l'Anglais couramment.

"The flow structure produced by pulsed-jet vortex generators in a turbulent boundary layer in an adverse pressure gradient" J. KOSTAS, J.M. FOUCAUT and M. STANISLAS. Flow Turbulence and Combustion 78, pp 331-363 (2007).
"Control of a decelerating boundary layer. Part 3 : Optimization of round jets vortex generators." G. GODARD, M. STANISLAS Aerospace Science & Technology 10 pp 455-464 (2006).

Pour plus d'informations, contacter :
M. Stanislas
tél : 03 20 33 71 70
fax : 03 20 33 71 69
e-mail : stanislas@ec-lille.fr
[ 16-06-2008 | proposition sujet thèse ]Sujet de thèse: comportement, endommagement et prédiction de la durée de vie en fatigue de culasses en alliages d'aluminium sous chargements thermomécaniques Depuis de nombreuses années, les culasses sont réalisées en alliages d’aluminium-silicium-cuivre. Les chargements thermomécaniques cycliques sont l’une des raisons possibles de l’apparition de fissures, spécialement au niveau de la face flamme. Dans le cas de procédés de fabrication par coulée par gravité, la microstructure est relativement fine avec de petites phases eutectiques globulaires et un comportement macroscopique globalement ductile est généralement observé. Ces observations ont alors conduit à définir une approche de dimensionnement fondées sur un comportement mécanique globalement viscoplastique, associé à un critère de fatigue phénoménologique basé sur la notion d’énergie plastique dissipée par cycle ou d’amplitude de déformation plastique (Thèses PSA : E. Charkaluk, 1999 et L. Verger, 2001). Dans le cas du procédé PMP, la microstructure est beaucoup plus grossière avec des phases eutectiques de taille importantes et plutôt lamellaires ainsi qu’une porosité non négligeable. Les observations expérimentales montrent que cela affecte le comportement mécanique global ainsi que les mécanismes d’endommagement : comportement fragile, nombreuses ruptures des phases eutectiques qui créent une porosité supplémentaire. Il est alors nécessaire de considérer explicitement ces processus d’endommagement dans la modélisation du comportement mécanique, une modélisation uniquement viscoplastique est insuffisante. L’objectif de ces travaux de thèse est le développement d’un modèle de comportement viscoplastique associé à un critère de fatigue thermomécanique prenant en compte l’influence des porosités et des phases fragiles dues au procédé PMP. Les premières observations des mécanismes d’endommagement et de la porosité initiale laisse supposer un effet non négligeable de la pression hydrostatique. Il a été montré dans le cas de la fatigue polycyclique (Monchiet, Charkaluk et al., 2006, 2007) qu’une approche introduisant les mécanismes d’endommagement dans la modélisation, de manière couplée ou découplée, rend compte explicitement de ce rôle de la pression. Une forme de critère proche de celle obtenue par Amiable, Constantinescu et al. (2006), associant dissipation plastique et pression hydrostatique maximale, est ainsi attendue, provenant explicitement de la modélisation proposée. Par ailleurs, la prise en compte des phénomènes de coalescence et des distributions de porosités et d’orientations locales permettra de placer cette approche de dimensionnement dans un cadre probabiliste.

Mots clés : Procédé PMP, Alliage d’aluminium, Fatigue, Mécanismes d’endommagement, Probabilité

Financement : CIFRE avec PSA Peugeot-Citroën

Contact : Eric Charkaluk (LML, eric.charkaluk@univ-lille1.fr) et Alexis Oudin (PSA, alexis_oudin_psa@hotmail.fr)
type de fichier : PDF Doctoral position proposal - TMF lost foam cast alloys - PSAPeugeotCitroen [68,5 ko]
[ 07-06-2008 | proposition sujet thèse ]Sujet de thèse : Etude expérimentale et modélisation numérique du comportement thermo-hydromécanique des géomatériaux cohérents à court et long terme Ce sujet donne lieu au financement par le Ministère de l’Education Nationale, de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche, d’une allocation de recherche d’une durée de trois ans, attribuée sur concours. Contacter le ou les Directeur(s) de thèse et préparer un dossier avant la date limite du 6 juin 2008. Pour plus d’information sur les conditions d’éligibilité et d’attribution, veuillez consulter le site de l’Ecole Doctorale des Sciences pour l'Ingénieur.
[ 07-06-2008 | proposition sujet thèse ]Sujet de thèse : Approche micromécanique en fatigue des matériaux ductiles : extension aux chargements complexes et extrêmes Ce sujet donne lieu au financement par le Ministère de l’Education Nationale, de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche, d’une allocation de recherche d’une durée de trois ans, attribuée sur concours. Contacter le ou les Directeur(s) de thèse et préparer un dossier avant la date limite du 6 juin 2008. Pour plus d’information sur les conditions d’éligibilité et d’attribution, veuillez consulter le site de l’Ecole Doctorale des Sciences pour l'Ingénieur.
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