PFE/Master thesis

Offre de stage de Master 2

Suivi in-situ du vieillissement de composites en fibres de lin et matrice thermoplastique

Contexte scientifique :Contexte scientifique :

Le marché des matériaux composites à base de fibres végétales est actuellement en pleine expansion. Outre leurs avantages environnementaux reconnus sur le plan de la biomasse, les composites bio-sourcés sont également recherchés pour leurs qualités techniques. Leur utilisation pour des applications structurales, en remplacement des matériaux composites à base de fibres synthétiques, est donc envisageable.

Par ailleurs, les structures composites intelligentes/instrumentées (smart composite structures) sont des structures à l'intérieur desquels sont introduits, pendant la phase de fabrication, des transducteurs (capteurs et/ou actionneurs). Ainsi, ces éléments intégrés directement dans la structure peuvent lui conférer des fonctions additionnelles comme de récupérer de l'énergie, d'interagir avec d'autres structures ou avec des utilisateurs, de générer des contre-mesures vibratoires, de contrôler son état de santé en temps réel, etc. Ces fonctions peuvent être utilisées à différentes phases du cycle de vie du produit (fabrication, transport, usage, fin de vie…) en fonction des besoins identifiés. Majoritairement, les smart composites sont constitués actuellement de fibres de verre ou de carbone et de matrices thermodurcissables.

Objectifs du stage

L'objectif de ce projet est d'évaluer le potentiel de suivi in-situ du vieillissement de structures composites lin/ polypropylène intégrant des transducteurs piézoélectriques, afin d'améliorer la compréhension des mécanismes de dégradation des propriétés mécaniques en fonction des conditions de service (mécanique, température, humidité, UV…). Cette connaissance est identifiée comme une étape essentielle pour gérer le réemploi, la réutilisation ou/et la fin de vie d'un produit fabriqué avec ce type de matériau.

Pour atteindre cet objectif, quelques étapes sont identifiées comme essentielles :

• Réaliser une étude bibliographique sur l'utilisation de capteurs piézoélectriques pour le suivi de santé de matériaux composites
• Mettre en œuvre l'intégration de transducteurs piézoélectriques dans des structures composites cibles
• Définir des protocoles de vieillissement environnementaux et/ou mécaniques
• Effectuer des suivis in-situ avec potentiellement différentes technologies de mesures (mesure capacitive, mesure de temps de vol, mesure de l'activité acoustique) sur différents essais (prise d'humidité, thermiques, exposition aux UV, mécaniques, etc.)
• Corréler les variations de signaux obtenus in-situ lors d'un vieillissement, avec l'évolution de propriétés mécaniques obtenues par d'autres techniques (traction, flexion, analyse modale, …)

Partenaires du projet

Ce projet repose sur la collaboration de deux partenaires : le laboratoire DRIVE (https://drive.u-) et le laboratoire SYMME ) aux compétences complémentaires nécessaires pour mener à bien ce projet.

Le laboratoire DRIVE (Département de Recherche en Ingénierie des Véhicules pour l'Environnement) et plus particulièrement l'équipe DSC (Durabilité et Structures Composites) mène des travaux autour de la notion de structure composite considérée tout au long de son cycle de vie, du matériau de base jusqu'au recyclage, en passant par l'assemblage et le vieillissement pour des applications dans le domaine de la mobilité, qu'elles concernent les moyens de transport ou les structures de type mobilier urbain. Ces travaux s'attachent plus particulièrement à caractériser la durée de vie de ces structures composites en les soumettant à des sollicitations mécaniques normales ou accidentelles et à des conditions hygrothermiques représentatives de leur environnement

Le laboratoire SYMME (SYstèmes et Matériaux pour la MEcatronique) a vocation à rassembler des compétences interdisciplinaires dans le domaine des systèmes et des matériaux pour mener des recherches visant l'amélioration voire la conception de systèmes mécatroniques. Il dispose de compétences importantes dans la modélisation et la mise en œuvre des structures composites techniques et une expertise dans le domaine des structures composites intelligentes.

Profil du candidat

Élève de Master ou d'école d'ingénieur en filière mécanique ou matériaux. Connaissances solides des processus de conception et de fabrication de produits en matériaux composites. Doté d'un bon esprit critique, le candidat est curieux, rigoureux, méthodique et intéressé par le développement de méthodes expérimentales et l'analyse des résultats d'essai. Bonne communication écrite et orale et maitrise de gestion de projet

Lieu du stage

Le stage s'effectuera en majorité au sein du laboratoire DRIVE, sur le site de Nevers de l'université Bourgogne Europe (ISAT).

Durée et période du stage

Le projet commencera janvier ou février 2025 pour une durée de 5 à 6 mois.

Encadrement du stage

Laboratoire DRIVE : Clémence Rouge, Jérôme Rousseau et Benoit Piezel

Laboratoire SYMME : Yann Meyer

Comment postuler ?

Si vous êtes intéressé par ce stage, merci d'envoyer une lettre de motivation et un curriculum vitae à l'adresse mail de contact suivante : Benoit Piezel,