Ingénieur de recherche en expérimentation multi-échelle dans le domaine de la thermique (H/F) -[...]

ENVIRONNEMENT DU POSTE

École du ministère en charge de l'industrie, IMT Mines Albi est une école de l’Institut Mines- Télécom, 1er groupe d’écoles d’ingénieurs et de management de France. À l'avant-garde des enjeux industriels et académiques sur la scène internationale, elle agit comme un moteur scientifique et économique territorial en combinant ses 4 missions - former des ingénieurs en intégrant la dynamique du développement durable, faire de la recherche scientifique, contribuer au développement économique et diffuser la culture des sciences, des techniques et de l'innovation - en un cercle vertueux et porteur d'innovation.

Son positionnement en matière de formation et de recherche la place IMT Mines Albi comme école de référence sur trois des quatre thématiques de l’IMT, à savoir l’industrie du futur responsable, l’énergie, économie circulaire et société ainsi que l’ingénierie, santé et bien-être.

IMT Mines Albi s‘est dotée en 2023 et pour une période quinquennale, d’un plan stratégique décliné en 7 grandes actions, répondant ainsi aux orientations stratégiques du groupe IMT à laquelle elle appartient.

Le Centre Institut Clément Ader Albi (ICA-A) est un centre de formation et de recherche d’IMT Mines Albi. Il rassemble 50 personnes dont une vingtaine d’enseignants-chercheurs.

Au titre de la formation, il est un acteur au sein d’IMT Mines Albi de la formation ingénieur généraliste (statut étudiant ou apprenti) et porte l’option « Matériaux et procédés avancés pour les transports de demain ».

Au titre de la recherche, il est partie intégrante de l’Institut Clément Ader (ICA – UMR CNRS 5312), laboratoire rassemblant 250 personnes avec des thématiques scientifiques axées sur l’ingénierie dans la mécanique des matériaux dans le domaine de l’aéronautique. Ses cinq établissements de tutelle sont l’INSA de Toulouse, l’ISAE-SUPAERO, l’Université Paul Sabatier, IMT Mines Albi et le CNRS.

Le poste est rattaché au centre Institut Clément Ader Albi (ICA-Albi). Il fait partie intégrante de l’Institut Clément Ader (ICA – UMR CNRS 5312), laboratoire dont les cinq établissements de tutelle sont l’INSA de Toulouse, l’ISAE-SUPAERO, l’Université Paul Sabatier, IMT Mines Albi et le CNRS. L’ICA-Albi compte environ 75 personnes, et mène des recherches dans trois des groupes de l’ICA : le groupe MSC (Matériaux et Structures Composites), le groupe SUMO (Surface, Usinage, Matériaux, Outillages) et le groupe MICS (Mesure, Identification, Contrôle, Surveillance).

Les activités de l’ICA-Albi sont principalement orientées vers des problématiques des secteurs industriels du transport (aéronautique, spatial) et de l'énergie (production, stockage) et concernent particulièrement :

1. L’étude des nouveaux matériaux et procédés, principalement dans les domaines des métaux et des composites mais également dans ceux des céramiques, polymères et multi-matériaux,
2. Les outillages et moules de mise en forme, en se basant sur des approches multidisciplinaires (matériaux, mécanique, thermique, instrumentation),
3. Le développement de nouvelles techniques métrologiques basées sur des capteurs optiques non ou faiblement intrusifs, pour la photo-thermo-mécanique expérimentale et la surveillance des procédés et de systèmes.

DESCRIPTION DU POSTE:

Contexte du projet & travail demandé

L’allégement des structures aéronefs représente depuis toujours un enjeu majeur pour les industries aéronautique et spatiale. L’augmentation de la distance franchissable et la capacité d’emport, la réduction des coûts d’exploitation, de la consommation de carburant et des émissions de gaz à effet de serre sont des arguments susceptibles d’accroître la compétitivité d’un nouvel appareil/système face à ses concurrents.

Aussi, le développement de technologies d’assemblage novateurs reste pour les industriels un des axes majeurs de recherche pour les années à venir.

Le soudage FSW est un procédé d’assemblage relativement récent et écologique. Ses principaux avantages proviennent du fait qu'il consiste à joindre des pièces (y compris de révolution) en réalisant des soudures à «l'état solide» de proche en proche. Ceci lui permet d'assembler des pièces de géométrie complexe, de grandes dimensions et dans des alliages réputés difficiles à souder par fusion, en conférant au cordon de soudure des propriétés mécaniques proches de celles du matériau de base. Il est donc possible d'atteindre, via le soudage FSW, des géométries inaccessibles aujourd'hui avec des procédés de fabrication conventionnels ou de réduire considérablement les dimensions du brut dans lequel la pièce doit être usinée. Le procédé FSW, bien que prometteur, présente cependant plusieurs défis scientifiques et techniques qui nécessitent des recherches approfondies pour être surmontés.

Description du sujet:

La qualité des soudures produites par FSW dépend principalement des paramètres du procédé, tels que les vitesses de déplacement et de rotation de l’outil, la géométrie de l'outil avec son épaulement, le matériau soudé, la force axiale (force de forgeage) qui maintient l'outil en pression sur le matériau et l'inclinaison de l'outil. Les mécanismes de génération de chaleur dans le processus de soudage par friction-malaxage sont essentiellement la friction entre le matériau de l'outil et le matériau de la pièce à l'interface outil-pièce, complétée par la déformation plastique de la zone du matériau malaxé.

Une gamme spécifique de température est nécessaire pour atteindre l'état thermomécanique nécessaire au malaxage d'un matériau approprié, permettant un bon écoulement du matériau et un équilibre entre l'apport et la dissipation de chaleur pendant le soudage. Cependant, peu d'informations sont disponibles concernant la température de soudage atteinte pendant le soudage par friction-malaxage, qui est considérée comme essentielle pour produire des propriétés de joint d’un niveau de qualité nécessaire à une utilisation optimale. Ce point est fondamental pour permettre l'utilisation du soudage par friction-malaxage dans le cadre d'une production flexible et très exigeante en termes de qualité de la soudure. Aujourd’hui, aucun consensus n'a été établi dans la littérature concernant la valeur maximale de la température atteinte pendant le soudage.

Ce travail se concentrera sur un verrou technologique & scientifique majeur qui est la mesure de la température de soudage FSW le long de la soudure en cours de soudage: Celle-ci présente de nombreuses difficultés liées à la répétabilité, au transfert des mesures d'une installation à l'autre et à la facilité d'utilisation. Il existe différentes méthodes de mesure de la température pour le FSW dont l’utilisation de thermocouples positionnés sur la pièce à souder (TPS), ou embarqués dans l'outil FSW (TEO), la thermographie infrarouge et la pyro-réflectométrie. Les thermocouples utilisant l'effet Seebeck semblent également prometteurs.

L’objet de l’étude sera donc d’instrumenter finement le procédé de soudage afin d’identifier – en temps réel- le champ thermique de la soudure en cours d’élaboration. La connaissance de celui-ci permettra d’établir un modèle pour définir les valeurs minimales et maximales de la température à maintenir pour l’obtention d’une soudure FSW saine et donc pour ajuster directement les paramètres opératoires en cours de soudure. Ce travail d’instrumentation devra être associé à un travail de réflexion des moyens à mettre en place qui sera étayé par de la bibliographie sur les mesures thermiques disponibles dans ce type d’application.

Partenariat

Ce travail de recherche est mené en collaboration étroite avec différents industriels dont le groupe AVANTIS, société d’ingénierie et de production mécanique via un projet RAPID de la DGA.

PROFIL :

Nous recherchons un.e titulaire, à minima, d’un master recherche (physique ou mécanique) ou d’un diplôme d’ingénieur, préférentiellement d’un diplôme de doctorat. Une expérience professionnelle significative en expérimentation multi-échelle dans le domaine de la thermique et un gout prononcé pour l'expérimentation multi-échelle et la modélisation thermique seront des atouts.

Le profil devra présenter une bonne connaissance en instrumentation thermique, en thermique et thermo-mécanique des matériaux et des connaissances en procédés métalliques.

Des aptitudes à la synthèse et à la communication en relation avec les réunions d’avancement de projet et la maîtrise de l’anglais sont aussi nécessaires.

Savoirs

Méthode de mise en œuvre des matériaux composites et métalliques

Outils de traitement des données (Excel, Matlab...)

Maitrise de l’anglais (niveau B2)

Savoir-faire

Mise en œuvre d'une recherche bibliographique, analyse et synthèse des informations

Mise en œuvre d’une instrumentation thermique

Définition et suivi de plans d’expériences

Analyse et synthèse de résultats

Rédaction d'un rapport d'étude

Savoir-être

Autonomie et sens de l’initiative

Sens de l’innovation / créativité

Organisation, méthode et rigueur

Esprit de synthèse et aisance rédactionnelle, y compris en anglais

AU-DELÀ DE L’ENVIRONNEMENT PROFESSIONNEL, POURQUOI NOUS REJOINDRE?:

· Cadre de travail agréable dans un campus de 22 ha

· Forfait cadre avec 49 jours de congés annuels (congés + RTT)

· Restauration administrative sur place

· Aide à la mobilité durable pour le transport domicile-travail

· Télétravail possible

· Action sociale (protection sociale complémentaire et aide aux familles)

· Activités sportives et culturelles proposées sur site

INFORMATIONS COMPLÉMENTAIRES

• Nature et durée du contrat : CDD de 12 mois, prolongeable 6 mois

• Contractuel de droit public relevant des dispositions du cadre de gestion de l’Institut Mines Télécom

• Catégorie du poste et métier de référence: Catégorie II, Métier R – Ingénieur de Recherche

• Localisation du poste : Albi

• Le poste étant ouvert dans une zone à régime restrictif (ZRR) de l’ICA, le recrutement est soumis à l'avis du haut fonctionnaire de défense et de sécurité du ministère de l'économie et des finances

• Date limite de candidature : 13/04/2025

• Date de prise de fonction souhaitée: 01/05/2025

Contacts :

- Sur le contenu du poste :

M. Thierry Sentenac enseignant chercheur (thierry sentenac@mines-albi.fr)

M. Christine Boher enseignant chercheur (christine.boher@mines-albi.fr)

- Sur les aspects administratifs/RH : Mme Marie Gillet, Responsable Recrutement: marie.gillet@mines-albi.fr

Modalités de candidatures :

CV détaillé et lettre de motivation

Les postes offerts au recrutement sont ouverts à toutes et tous avec, sur demande, des aménagements pour les candidates et candidats en situation de handicap.

Dans le cadre du règlement général sur la protection des données, les candidat(e)s sont informé(e)s que les données les concernant seront conservées par l’administration pendant une durée maximum de 2 ans sauf demande contraire de leur part précisée dans la lettre de motivation.