Doctorant Transitions d'échelles pour la modélisation de l'élaboration de bio-composites H/F

Le poste est localisé sur le campus de Saint-Étienne, dans l’équipe MPE (Mécanique et Procédés d’Élaboration directe) du Centre SMS (Sciences des Matériaux et des Structures). L’un des domaines d’expertise de cette équipe est l’élaboration de matériaux (bio-)composites structuraux, et notamment la maîtrise du procédé d’élaboration pour atteindre les propriétés mécaniques visées. Le procédé envisagé ici est l’infusion de résine, utilisé pour élaborer des pièces minces (de type coques), au cours duquel une résine liquide imprègne un renfort fibreux sous l’action d’une simple dépression. Le renfort est constitué de fibres de lin (quelques dizaines de micromètres de diamètre) regroupées en « paquets », les mèches (200 à 300 µm). L’objectif de cette thèse est de caractériser numériquement l’imprégnation de la résine dans le renfort aux échelles intra-mèche (résolution des équations de Stokes) et inter-mèche (couplage Stokes-Darcy), via le calcul de quantités homogènes équivalentes (saturation / perméabilité / pression capillaire), caractéristiques de l’échelle en question. Ces quantités pourront alors servir de données d’entrée à un calcul à l’échelle supérieure (transition d’échelle). En outre, le lin, en tant que fibre végétale, présente des variabilités locales (sur sa géométrie, ses propriétés physico-chimiques), qu’il s’agira de prendre en compte lors de ces changements d’échelles. En se basant sur de précédents travaux menés en MPE, une méthode d’apprentissage machine, la régression par processus gaussiens, devrait permettre de traiter les quantités calculées comme des variables aléatoires dont la loi de probabilité traduit leur variabilité.