Stage Modélisation du Comportement au Feu des Constituants de Composites H/F Safran

Dans le cadre de ses activités de Recherche et Développement, SAFRAN Tech recherche un(e) étudiant(e) pour un stage au sein de la plateforme SAFRAN Composites, dédiée au développement de technologies composites à matrice organique pour les applications aéronautiques. Le stage proposé porte sur l'extension d'une méthodologie de modélisation du comportement au feu d'un composite carbone/époxy aux différents constituants d'un composite sandwich à âme en nid-d'abeilles.
La prédiction du comportement au feu des structures composites constitue un enjeu important pour leur dimensionnement et l'évaluation de leur tenue dans des conditions thermiques sévères. La modélisation numérique permet de mieux comprendre les mécanismes intervenant lors d'une exposition au feu, d'identifier les paramètres les plus influents et de mieux orienter les campagnes expérimentales. Elle contribue ainsi à réduire le nombre d'essais intermédiaires et à mieux préparer les essais de certification.
Lorsqu'un composite à matrice organique est exposé à un flux thermique intense, sa température augmente et entraîne la dégradation de la matrice polymère par pyrolyse. Cette dégradation provoque une perte de masse, la production de gaz et la formation progressive d'un résidu carboné. Elle s'accompagne également d'une évolution des propriétés thermophysiques du matériau. La modélisation de ces phénomènes couplés est nécessaire pour prédire l'évolution de la température et la propagation de la dégradation dans la structure.
La dégradation thermique d'un composite structurel carbone/époxy est actuellement modélisée à l'aide de MoDeTheC, logiciel développé par l'ONERA. MoDeTheC repose sur un solveur parallèle en volumes finis centré cellule. Il permet de modéliser les transferts couplés de chaleur et de masse dans des matériaux poreux, anisotropes et thermiquement dégradables.
L'objectif du stage est d'étendre la méthodologie existante aux constituants d'un composite sandwich à âme en nid-d'abeilles. Les matériaux étudiés pourront comprendre les peaux, les parois de l'âme et les matériaux d'assemblage. Certains de ces constituants pourront eux-mêmes être des composites associant des fibres et une matrice polymère.
Le stage comportera une forte composante en modélisation numérique et en analyse de données. Les principales thématiques abordées seront :
- Réalisation d'un état de l'art sur la dégradation thermique des composites et des structures sandwich ;
- Prise en main de MoDeTheC et analyse du modèle existant pour un composite carbone/époxy ;
- Identification des constituants et des propriétés thermophysiques et cinétiques nécessaires ;
- Définition des modèles de dégradation et d'homogénéisation adaptés aux matériaux étudiés ;
- Construction, vérification et analyse de sensibilité des modèles numériques ;
- Simulation de la dégradation sous un flux thermique gaussien représentatif d'une flamme et comparaison avec les données expérimentales disponibles.