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Sujet de thèse : Caractérisation et modélisation de matériaux hétérogènes sous sollicitations multi-axiales

[ 02-05-2017 | proposition sujet thèse ]Sujet de thèse : Caractérisation et modélisation de matériaux hétérogènes sous sollicitations multi-axiales Ce sujet donne lieu au financement, par l'Université de Lille1, 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 2 mai 2017.
Pour plus d’informations sur les conditions d'inscription en thèse, veuillez consulter le site de l’Ecole Doctorale régionale Sciences pour l'Ingénieur Lille Nord-de-France.
Directeur de thèse
Francine Roudet
Co Encadrants
Anne-Lise Cristol
Vincent Magnier

Descriptif
Les matériaux pour applications freinage sont des composites à matrice organique ou métallique intégrant plus de 15 composants de nature chimique, morphologie et taille variées afin répondre aux différentes fonctionnalités : frottement élevé et stable, usure limitée, tenue en température, faible rigidité, etc. Ces matériaux sont complexes : leur formulation conduit à une forte hétérogénéité et leur procédé d’élaboration induit porosité et anisotropie. Ils sont développés suivant une démarche essai-erreur qu’il s’agit de dépasser. Une difficulté supplémentaire est que ces matériaux sont soumis en service à des sollicitations thermo-mécaniques élevées qui conduisent à des transformations en surface mais aussi à cœur. Dans un contexte où les contraintes tendent à devenir de plus en plus sévères (respect de l’environnement, législation à venir sur les émissions de particules, suppression des émissions sonores etc.) et en l’absence d’une réelle démarche scientifique incluant les phénomènes souvent méconnus mis en jeu, ces approches « essais-erreurs », chronophages et coûteuses, ne sont plus acceptables.
Le but de cette thèse est de développer une méthodologie liant formulation-procédé aux propriétés des matériaux et de leur évolution avec la sollicitation multiaxiale en mettant en œuvre un dialogue entre caractérisation expérimentale et simulation numérique. Deux échelles seront considérées : celle macroscopique associée au comportement matériau et celle microscopique à l’échelle des composants. Outre l’enjeu de lier formulation et propriétés macroscopique il s’agit d’identifier les mécanismes d’évolution matériau avec la sollicitation et de rupture comme données d’entrée du circuit tribologique. Il faut souligner que différents travaux sont déjà initiés dans l’équipe MuFrein sur les techniques de caractérisation microstructurales et sur la mise au point de moyen de mesures des propriétés macroscopiques mécaniques et thermiques notamment dans le cadre du projet ADEME GLGV en lien avec des industriels du secteur (Faiveley, SNCF). La thèse s’appuiera sur ces moyens ainsi que sur les modélisations hétérogènes développées dans le cadre de l’ANR CoMatCo, pilotée par l’équipe.

Contact
Francine Roudet, francine.roudet@univ-lille1.fr