CIFRE Caractérisation par auto-échauffement de l'influence d'un revêtement sur la fatigue d'un acier H/F

2020-10-13T12:16:47.76

Information clé

Mécanique
Recherche, conception et développement
Ingénieur & Cadre
Brest, Bretagne, FRANCE
CDD, Temps complet, 3 ans
BAC+5
Jeune diplômé/Première expérience
Français Bilingue, Anglais Courant
2020-84482

Description de la mission

Dans le cadre de la certification des trains d'atterrissage, il est exigé par le règlement aéronautique de garantir, sous chargements cycliques, le non amorçage de fissures de fatigue sur l'ensemble des pièces de structures de l'atterrisseur. La satisfaction de cette exigence est démontrée par analyse et confirmée via un essai structurel réussi à l'échelle du train d'atterrissage complet. L'analyse s'appuie sur des méthodes de prévision de durée de vie via des modèles de comportement et d'endommagement sous chargement cyclique. Ces modèles sont identifiés sur la base d'essais de caractérisation réalisés dans des conditions de sollicitation simples sur des éprouvettes normalisées à une échelle proche de celle du Volume Elémentaire Représentatif du matériau (VER).
Malgré le caractère « élémentaire » de ces essais, il est très long et coûteux de traiter par essais toutes les configurations représentatives des applications industrielles. Depuis quelques années, la détermination des propriétés en fatigue à grand nombre de cycles à partir d'essais d'auto-échauffement sous chargement cyclique s'avère très efficace pour réduire les coûts et le temps de caractérisation. Cette technique s'appuie sur l'observation de l'évolution de la température moyenne stabilisée d'une éprouvette sous chargements cycliques. Cette évolution est reliée aux mécanismes dissipatifs endommageant le matériau.
Une exploitation empirique de ces résultats d'essais montre qu'il est possible de déterminer de façon rapide la limite d'endurance du matériau. Cette technique permet ainsi d'obtenir une réponse quantitative sur les propriétés en fatigue à partir d'un essai réalisé en moins d'une journée sur une seule éprouvette, là où les méthodes actuelles nécessitent la réalisation d'une campagne d'essais de plusieurs semaines sur une dizaine d'éprouvettes.

L'objectif pour Safran Landing Systems est donc de monter en maturité sur cette technique afin de pouvoir la proposer en alternative aux essais de fatigue classiques.
Cette étude a pour but de répondre à cette problématique avec, dans un premier temps, la vérification de la capacité de l'approche par auto-échauffement à rendre compte qualitativement des effets de volume (fibrage, microstructure, effet du rapport de charge…) et des effets de surface (contraintes résiduelles, épaisseurs de revêtement) sur les matériaux et procédés utilisés par Safran Landing Systems, et, dans un deuxième temps, le développement de cette approche à une méthode quantitative de prévision des propriétés en fatigue en prenant en compte à la fois les effets de volume et les effets de surface.

Description complémentaire

Les travaux de thèse auront pour mission:

  • • L'étude bibliographique sur le matériau et ses traitements de surface ainsi que sur la caractérisation de la tenue en fatigue par auto-échauffement incluant les effets de volume et les effets de surface.
  • • La définition d'un protocole d'essai de fatigue avec mesure de l'auto-échauffement incluant la géométrie de l'éprouvette, les spécifications d'essais, l'instrumentation et le dépouillement des résultats traitant des effets de volume.
  • • La constitution d'une base de données de caractérisation de l'auto-échauffement des effets de volume sous chargement cyclique et corrélation avec les résultats de fatigue classique.
  • • La définition d'un protocole d'essai de fatigue avec mesure de l'auto-échauffement incluant la géométrie de l'éprouvette, les spécifications d'essais, l'instrumentation et le dépouillement des résultats traitant des effets de surface.
  • • La constitution d'une base de données de caractérisation de l'auto-échauffement des effets de surface sous chargement cyclique et corrélation avec les résultats de fatigue classique.
  • • La proposition d'un modèle de prévision de durée de vie incluant l'identification depuis des résultats de caractérisation de l'auto-échauffement sous chargement cyclique traitant d'effets de volume et de surface.

Votre profil

De formation Bac +5 à dominante mécanique avec une spécialisation dans la mécanique des matériaux. La bonne réalisation des objectifs de la thèse demandera un attrait fort pour l'expérimentation et la modélisation de comportement et d'endommagement des matériaux.

Spécificités du poste

Les activités de thèse se dérouleront au sein de l'Institut de Recherche Dupuy de Lôme (IRDL) rattaché à l'école d'ingénieur de l'ENSTA Bretagne située à Brest. Il pourra être convenu des déplacements ponctuels sur les sites de Safran Landing Systems afin de garantir la réponse à la problématique industrielle.

Entité de rattachement

Safran LS VEL

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 81 000 collaborateurs et occupe, seul ou en partenariat, des positions de premier plan mondial ou européen sur ses marchés. Safran s'engage dans des programmes de recherche et développement qui préservent les priorités environnementales de sa feuille de route d'innovation technologique.

Safran est classé dans le palmarès « Happy at work » des sociétés où il fait bon vivre et le Groupe arrive en 4ème position du classement Capital des meilleurs employeurs de France.


Safran Landing Systems est le leader mondial des fonctions d'atterrissage et de freinage pour aéronefs. Partenaire de 30 avionneurs dans les domaines du transport civil, régional, d'affaires et militaire, la société assure le support de 27 800 avions effectuant environ 73 000 atterrissages par jour.

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