(H/F) Doctorant / Doctorante sur les Effets des défauts de fabrication dans les composites épais obtenu

Sujet de thèse :
Dans le cadre du projet ANR AMESDEP, mené en collaboration entre l’ICA Toulouse, l’I2M Bordeaux et l’IMT Nord Europe, nous proposons un sujet de thèse dans le domaine des matériaux composites. Le projet AMESDEP vise à étudier l’impact des défauts et des singularités de drapage issues du procédé de fabrication sur l'endommagement thermomécanique et la perméabilité des composites thermoplastiques utilisés pour le stockage d’hydrogène liquide.
Avec la transition énergétique, les réservoirs en matériaux composites type 4 ou 5 représentent une solution clé pour les véhicules nécessitant un stockage d'énergie à haute densité. Cependant, la suppression du liner dans ces réservoirs (type 5), en vue de réduire la masse, rend cruciale la maîtrise des propriétés de perméabilité des composites. Le projet de thèse se focalise sur les défauts spécifiques induits par le placement automatisé de fibres (AFP), notamment les gaps (interstices) et overlaps (chevauchements), qui peuvent affecter les propriétés mécaniques et favoriser l’initiation de fissures dans ces matériaux et ainsi modifier la perméabilité du réservoir. Il est à noter que peu de travaux ont, jusqu’à présent, exploré l’effet de ces défauts sur le comportement multiphysique des composites en environnement cryogénique.
Le sujet de thèse est structuré en trois principaux volets.
• Le premier volet se concentre sur l’influence des paramètres du procédé AFP sur les défauts générés lors de la fabrication de plaques minces et épaisses. Une analyse multi-échelle de ces défauts sera menée, en s'appuyant notamment sur la tomographie à rayons X et la microscopie électronique à balayage (MEB).
• Le deuxième volet porte sur l’analyse de l’impact des paramètres du procédé AFP sur les contraintes résiduelles se développant dans des plaques planes et courbes, ces dernières étant représentatives de la géométrie d’un réservoir de stockage. Pour ce faire, une instrumentation embarquée à cœur utilisant des fibres optiques à réseau de Bragg (FBG) sera mise en œuvre.
• Le troisième et dernier volet vise à établir le lien entre les défauts de fabrication, les contraintes résiduelles et le comportement mécanique des composites, à la fois à température ambiante et en environnement cryogénique.

Les résultats obtenus dans le cadre de ce projet contribueront à l’avancement des connaissances sur la relation entre la mise en œuvre des composites thermoplastiques et leur comportement en conditions extrêmes. Ils permettront également de formuler des recommandations pour la fabrication de réservoirs cryogéniques à faible perméabilité.
Mots clés : Procédé AFP, défauts de fabrication, comportement sévère, contraintes résiduelles

Compétences développées:
• Travail collaboratif, communication
• Créativité et capacité d’innovation
• Procédé de fabrication des composites et essais mécaniques multi-instrumentés

Profil reche
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