Proposition de Thèse

Etablissement d'accueil : Université de Bourgogne
                                          Laboratoire ICB, département IRM, Equipe LTM
                                          (Laser et Traitements des Matériaux)

Lieu de travail : IUT de Chalon/Saône - France

Spécialité : Sciences pour l'ingénieur – Physique

Contacts :

Dr KNEIP Jean-Christophe, jean-christophe.kneip@u-bourgogne.fr
Pr MATTEÏ Simone, simone.mattei@u-bourgogne.fr

Financement : Public

Niveau de salaire : 36 K€ brut annuel

Sujet : « Contribution à l’étude et à l’optimisation du procédé de thermographie active appliquée à la détection de défauts surfaciques »

Description du sujet de thèse

La garantie de l’intégrité structurelle et la fiabilité des composants, ainsi que la sûreté et la pérennité des installations, sont des enjeux majeurs pour la compétitivité des acteurs industriels. La réponse technique à ces enjeux est la mise en œuvre de solutions de contrôle non destructives (CND) qui permettent de détecter de manière fiable et sûres les défectuosités, sans altérer les fonctionnalités et la conformité des composants inspectés. A ces contraintes économiques s’ajoutent des considérations humaines et environnementales, puisqu’il s’agit de garantir la sécurité au travail, la santé du personnel ainsi que la préservation de l'environnement.

Le sujet proposé s’intègre dans un projet de R&D collaboratif, regroupant 6 industriels et 2 laboratoires de recherche, le projet « ATHENA », retenu lors du 16ème appel à FUI. Il vise à apporter une réponse technologique et industrielle à ces problématiques en développant une caméra photothermique active (CPA) pour l’inspection automatisée et robotisée, en fabrication ou en maintenance, de défauts débouchants (cutanés, superficiels, de surface) sur des composants industriels. Le principe de la détection photothermique active réside dans l’analyse de la réponse du matériau testé, par le biais d’une caméra infrarouge, à une excitation générée par un spot laser ligne. L’objectif est de pouvoir mettre en évidence des anomalies surfaciques débouchantes ou non, sur des matériaux métalliques, et de pouvoir à terme remplacer les techniques actuelles de ressuage et de magnétoscopie, pour des structures dont la géométrie est bien adaptée.

Au travers de ce projet collaboratif, les objectifs de l’étude confiée à l’ICB concernent :

• Le développement d’outils de simulation numérique des phénomènes thermiques induits par l’interaction laser-matière, dans des structures métalliques comportant des anomalies surfaciques débouchantes ou non.
• L’optimisation des paramètres du système de thermographie active, par le biais de plans d’expériences numériques, au regard des objectifs de sensibilité et de vitesse d’inspection visés.
• L’aide au choix de la meilleure configuration matérielle pour la source laser (gamme de puissance, vitesse de balayage, forme des faisceaux…) et pour la thermographie (sensibilité, résolution, fréquence d’acquisition…).

Profil et compétences attendues des candidats :

Master 2 recherche ou équivalent en thermique des interactions laser-matériaux

Compétences attendues en :

• Thermique, en particulier lors de l’interaction laser-matière
• Connaissances d’outils de simulations numériques
• Connaissance des méthodes de plans d’expériences

Mots clés :

Thermique, thermographie, plan d’expériences, contrôle non destructif, laser, matériaux