Étude des effets de fermeture des fissures de fatigue sous rapport de charge négatif

Quand un écoulement interagit avec un objet ou un obstacle, il se produit un bruit que l’on qualifie de bruit aéroacoustique. Les applications potentielles relèvent aussi bien du bruit émis dans l’environnement par les transports aériens et terrestres que des effets du vent en interaction avec des éoliennes ou des éléments de façade des bâtiments. Le projet, de nature expérimentale, vise à développer une nouvelle méthodologie d’investigation des sources de bruit aéroacoustique, basée sur une antenne de microphones 3D de nouvelle génération. Le travail se déroulera essentiellement dans la soufflerie BETI de l’Institut PPRIME.

Dans le cadre du projet ANR TACOT un premier réfrigérateur thermoacoustique compact a été conçu, fabriqué, instrumenté, qualifié dans l’équipe 2AT du dept Fluides Thermique Combustion de l’institut P’. Le premier objectif de ce travail de thèse est de proposer un réfrigérateur thermoacoustique à deux cœurs thermoacoustiques. L'enjeu ici est de développer une source électroacoustique supportant d'être chargée par deux cavités thermoacoustiques. Des études sur une réplique académique de machine thermoacoustique seront de plus menées pour déterminer la géométrie idéale des échangeurs de chaleur et mieux comprendre les couplages entre dynamique du fluide oscillant et transfert thermique.

The performance of many industrial applications is largely based on the quality and reliability of the guidance and support systems (high rotational speeds, low friction torque, damping capability, etc.). This PhD work is a part of an ANR (French National Research Agency) project entitled SOFITT (Saturated Openpore Foams for Innovative Tribology in Turbomachinery). The aim of this project is to find innovative technical solutions that break with current practices and provide high-performance support systems in terms of load capacity and damping. The project proposes a new concept of lubrication and correspondingly a new material (understood as a complex/composite material formed by the solid porous structure –compressible porous layers- and the imbibing fluid) in order to improve the quality and reliability of guidance and supporting systems. The goal of this PhD work is to study, to understand and to quantify the mechanical behavior of porous complex imbibed structures linked with their microstructure and properties of fluid by using adapted loading devices, non-contact optical full-field techniques and identification methods.

Ce travail sera réalisé conjointement au sein de deux laboratoires IRCER (institut de recherche sur les céramiques, Limoges) et à Pprime (Sciences Physiques et Sciences de l'Ingénierie, Poitiers) dans le cadre du projet CHARTS. Le développement, la conception et l'intégration du VO2, en films minces, dans des composants thermiques seront effectués essentiellement au laboratoire IRCER. Les caractérisations thermiques et les modélisations seront réalisées et développées au laboratoire Pprime (Poitiers). Le candidat sera aussi amené à travailler avec deux autres partenaires du projet basés à Bordeaux, le laboratoire ICMCB (Institut de Chimie de la matière condensée de Bordeaux) et le laboratoire LOMA (Laboratoire Ondes et Matière d'Aquitaine).

L’idée majeure à la base du concept du refroidissement radiatif (RR) consiste en une évacuation de la chaleur d’une surface d’un objet sur terre par voie radiative directement vers l’espace extérieur en exploitant la fenêtre de transparence de l’atmosphère [8, 13]μm. Ce phénomène est très commun à la surface de la terre et se manifeste par plusieurs processus naturels comme la formation de gêle que l’on observe au matin après une longue nuit d’hiver. Le concept du RR a vu le jour dans le début des années 1970 et plusieurs systèmes ont été développés depuis surtout pour le RR nocturne. Dans les 7 dernières années, l’intérêt à cette méthode de refroidissement et en particulier en plein jour, a connu un regain d’attention grâce à son grand potentiel d’application dans une multitude de domaines. Assurer un bon RR de la surface d’un objet en plein jour s’obtient en réalisant un désign optimisé des propriétés radiatives de cette surface afin que celle-ci puisse évacuer plus de chaleur que ce qu’elle en reçoit.

Modélisation numérique de l'interaction fluide/structure dans des milieux poreux.

Le projet de cette thèse s’inscrit dans le cadre d’une collaboration établie entre deux équipes du laboratoire Institut Pprime, une équipe du laboratoire Gabriel LaMé et le CEA Le Ripault. Le sujet est issu d’une problématique industrielle proposée par le CEA et soutenu par le Laboratoire d’Excellence Labex INTERACTIFS. L’objectif de la thèse est d’étudier le vieillissement thermique asymétrique d’un joint élastomère confiné entre un matériau métallique et un polymère. Ces joints élastomères de type RTV, vulcanisés à froid, chargés et quasi-incompressibles, sont injectés pour combler les jeux entre les matériaux polymères et leurs enveloppes métalliques. Sujet aux variations de température et de contrainte locales introduites par les interfaces avec deux matériaux distincts, l’élastomère est susceptible de subir des transformations physico-chimiques qui se traduisent par le changement des propriétés mécaniques locales. Cette étude impose l’utilisation d’un large éventail de techniques expérimentales de caractérisations morphologique, physico-chimique et mécanique.