Evaluation et modélisation du comportement au feu de matériaux composites :
application au domaine aéronautique

École Nationale Supérieure de Chimie de Lille
Unité Matériaux et Transformations (UMET) - UMR-CNRS 8207

 
Dans le domaine de l’aéronautique, les composites sont de plus en plus utilisés en remplacement des métaux. En 2011, pour la première fois sont entrés en service des avions gros porteurs majoritairement faits de composites (Airbus A380). En effet, leur utilisation dès les années 60 dans des zones secondaires des structures s’est répandu aujourd’hui jusqu’au développement de voilure complète en composite (Boeing 787 ‘Dreamliner’ et le futur Airbus A350). Un des problèmes liés à l’utilisation de ce type de matériau repose sur leur tenue au feu.

Les aéronefs doivent ainsi répondre à un grand nombre d’exigences définies par les autorités de certification. Des tests physiques, appelés essais de certification sur des échantillons de structure sont demandés par ces autorités afin de démontrer le respect de ces exigences. Ces essais sont généralement précédés d’essais de développement à plus petite échelle visant à évaluer la tenue au feu des matériaux. Parallèlement à ces différents essais, la simulation numérique d’impact de flamme sur structures composites est aujourd’hui employée pour le design des structures, la prédiction d’essais de développement et afin de démontrer aux autorités le respect par les structures des exigences. Cependant, la modélisation, complètement maitrisée sur matériaux métalliques, est bien plus complexe pour les matériaux composites de par la nature même de ces matériaux (pyrolyse, délamination …).

Dans ce contexte, l’étude proposée comprend quatre parties :

• une partie expérimentale pour évaluer le comportement au feu de composites,
• une partie sur la mesure des paramètres thermophysiques des composites (diffusivité thermique, …)
• une partie sur le développement de protection thermique pour des composites aéronautiques,
• une partie modélisation des différents phénomènes physiques existants permettant de simuler le comportement thermique d’une structure composite soumise à un essai feu réalisée à l’aide d’un code de calcul par éléments finis avec COMSOL Multiphysics.

L’étude se fera en collaboration avec la société Safran spécialisée dans le secteur aéronautique dans le cadre d’un contrat postdoctoral d’une année. Le candidat sera titulaire d’un doctorat dans le domaine des sciences thermiques ou sciences des matériaux et aura une expérience en modélisation des transferts de chaleur sur des matériaux et sur les problèmes de similitude.

Mots - clés : composites, résistance au feu, modélisation

Compétences recherchées : Matériaux, Peintures
Rémunération : 2000€ net/mois
Durée du projet : 12 mois

Candidature : Envoyer CV et lettre de motivation à :