Offre d'emploi :

Doctorant Réseaux de capteurs à ultrasons sans fil pour monitoring de structure composite

Informations : Ref: DER465/IRT / Secteur : R&D / Lieu : Nantes / Thèse

Client

L'IRT Jules Verne est un centre de recherche mutualisé dédié au développement des technologies avancées de production et vise l'amélioration de la compétitivité de filières industrielles stratégiques. Le cœur d'activité de l'IRT consiste à transposer et intégrer des développements scientifiques matures ou des concepts techniques émergents dans les processus industriels liés à la production et la fabrication.
L'IRT est centré sur les besoins de 4 filières industrielles stratégiques :
- Aéronautique (Airbus, Daher, Stelia, Safran, Dassault Aviation, Zodiac, Latécoère,.),
- Automobile (PSA, Renault, Faurecia, Plastic Omnium, Valeo, ...),
- Energie renouvelable (General Electric, Siemens,…)
- Navale (Naval Group, Chantiers de l'Atlantique…).
Les équipes mènent des recherches en mode collaboratif en s'associant à des entreprises qui développent et déploient des solutions pour l'usine du futur (machines et équipements de production, outilleurs, robots, logiciels de production, …) ainsi qu'aux meilleurs académiques dans le domaine du manufacturing.
Au sein de l'IRT Jules Verne, la R&D est organisée autour de trois domaines, la Conception Intégrée Produits/Procédés, Les Procédés Innovants de Fabrication et les Systèmes Flexibles et intelligents dans lesquelles les Equipes de Recherche Technologiques (ERT) Modélisation et Simulations, Procédés Composites, Procédés additifs & Métalliques (PMM), Contrôle & Monitoring et Robotique & Cobotique travaillent en synergie pour proposer les innovations et briques technologiques nécessaires au développement des technologies avancées de production.
Créé en 2012, les chiffres clés de l'IRT Jules Verne sont les suivants :
- 75 membres et partenaires industriels et académiques.
- 25 M€ de chiffre d'affaires annuel, et un portefeuille cumulé représentant 130 M€ de projets de recherche depuis sa création.
- 110 personnes et 15 M€ d'équipements de recherche structurants.
- 35 brevets déposés.

Poste

Contexte :
L'équipe de recherche technologique Caractérisation, Contrôle et Monitoring, composée d'une dizaine de personnes (Docteurs, Ingénieurs & Techniciens), est en charge de développer et déployer des technologies innovantes dans les cinq thématiques de la feuille de route de l'IRT Jules Verne :
- La mobilité dans l'espace industriel
- La flexibilité de la production
- L'assemblage
- Les procédés de préformage et formage
- Les procédés de fabrication additive

L'ERT CAR développe en particulier des activités et des compétences dans le monitoring des procédés et des structures s'appuyant, entre autres, sur de l'intégration de fonctions ainsi que dans la caractérisation mécanique sur un large spectre de conditions et de dimensions allant du coupon jusqu'à une échelle représentatives du fonctionnement en conditions réelles. Pour cela, l'ERT CAR s'appuie sur des relations de confiance établies avec des industriels clés (Renault, Airbus, Faurecia, STX, GE, Naval Group, Safran, PSA,…), des académiques (Ecole Centrale de Nantes, Institut Mines Telecom Atlantique, Université de Nantes, CNRS,…), des centres techniques comme le CETIM ou le CTI-PC.
L'équipe est chargée de repérer et de relier un large spectre de compétences issues de disciplines scientifiques variées (exploitation et transfert des résultats scientifiques) et de secteurs industriels différents (fertilisation croisée et transfert technologique entre filières) pour élaborer des réponses innovantes aux enjeux technologiques de l'IRT Jules Verne. Les développements technologiques sont à mettre en perspectives avec les 4 secteurs d'activités industriels clés de l'IRT JV : l'aéronautique, l'automobile, les énergies renouvelables et la construction navale.
Les projets menés dans l'ERT CAR sont de natures variées allant des projets collaboratifs multi partenaires industriels de l'IRT JV, de la recherche sur contrat mono partenaire et sur des projets européens. L'ERT CAR est investie dans des projets de R&D de taille variable allant de la prestation à des projets de plusieurs millions d'euros.

Sujet de la thèse :
Afin d'aider les partenaires industriels à garder une longueur d'avance technologique, l'IRT Jules Verne a créé le programme PERFORM (ProgrammE de Recherche FOndamentale et de Ressourcement sur le Manufacturing) qui stimule le développement de la recherche amont par le financement de grappes de thèses de doctorats portant sur des problématiques industrielles identifiées. Le programme est cogéré par l'IRT Jules Verne et ses partenaires industriels et académiques. Le sujet de thèse proposé s'inscrit dans la problématique industrielle suivante : Exploiter le potentiel des technologies de surveillance et de contrôle dans les procédés et les structures.

Introduction / description du sujet de thèse et de son environnement
Le sujet de thèse s'intéresse au développement d'un système de surveillance temps réel visant à détecter la présence de défauts dans les matériaux composites moyennant un réseau de capteurs. En particulier il s'agira d'utiliser des réseaux de capteurs sans fil (Wireless Sensor Network - WSN) et ce afin d'éviter le coût élevé des systèmes câblés traditionnels tout en gardant la même sensibilité à l'endommagement. Ainsi, le doctorant s'intéressera dans un premier temps à l'étude de la stabilité du système de surveillance sans fil, en se basant sur l'utilisation des capteurs et/ou actionneurs piézoélectriques, à l'aide de tests de résistance fonctionnelle, électrique, mécanique et thermique. Par la suite, il développera une étude de monitoring passive dont le but est d'établir un pont entre l'électronique proposée et les évènements mécaniques ayant lieu au sein des matériaux composites lorsqu'ils sont soumis à une ou plusieurs contraintes. Cette surveillance passive a pour objectif de caractériser les endommagements créés au sein des composites (délaminage, rupture de fibre, etc.) en se basant sur les paramètres temporelles, fréquentielles et temps/fréquence des signaux interceptés à l'aide du réseau de capteurs proposé. Une fois la caractérisation passive maîtrisée, il sera question d'utiliser le système de surveillance en mode actif où il sera question d'émettre des ondes ultrasonores guidées (essentiellement des ondes de Lamb) au sein des composites instrumentés. Ainsi, l'interaction des ondes élastiques émises avec les défauts préalablement créés pourra être exploitée pour détecter, localiser et voir même caractériser des défauts créés localement par impacts.

Le doctorant travaillera dans un environnement multidisciplinaire qui associe conjointement l'IRT Jules Vernes, le Laboratoire Structures et Instrumentation Intégrée de l'Université Gustave Eiffel ainsi que le Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Mans (LAUM). Il sera amené à dialoguer avec différents partenaires industriels, notamment ceux impliqués dans l'IRT Jules Verne (Airbus, Daher-Socata, etc.)

Profil

Titulaire d'un diplôme d'ingénieur ou master 2 ou équivalent en acoustique et/ou vibration et/ou électronique & instrumentation. Vous avez abordé au cours de votre cursus de formation et êtes à l'aise, avec la thématique relative à la propagation des ondes élastiques dans les solides. Vous avez acquis des connaissances solides en mathématiques, en traitement du signal, en programmation informatique et en électronique. Vous avez un goût prononcé pour les mesures expérimentales. Des connaissances en modélisation multiéléments (Comsol ou équivalent) ainsi qu'en matériaux composites seraient un plus.

Envoyez votre candidature (CV + Lettre de motivation + lettre de recommandation) !


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