Missions

Dans les applications spatiales, les matériaux sont sollicités dans des environnements sévères sous haut-flux (oxydation, matière, thermique, …). Certains matériaux céramiques monolithiques sont identifiés pour leurs propriétés ultra réfractaires (UHTC=Ultra-High Temperature Ceramics). Des mélanges de ces derniers permettent d’améliorer leur comportement, jusqu’à envisager une réutilisation des pièces. Ces matériaux étant fragiles, l’introduction d’architectures fibreuses permettrait d’accroître leur ténacité. Le cadre de ces travaux de recherche porte sur l’analyse, la compréhension et la modélisation du comportement de ces matériaux durant des applications de type rentrée atmosphérique.
Les matériaux considérés seront des céramiques ultra réfractaires appartenant au système (Zr/Hf, Si, B, C) avec ou sans renfort, élaborés par CIM (Ceramic Injection Molding) ou SPS (frittage Spark Plasma Sintering).
Les mécanismes d’oxydation sont à établir après des essais à la torche oxyacétylénique et à la torche plasma. Des échantillons ont déjà pu être oxydés avec un suivi in-situ du front d’oxydation sous la flamme d’une torche oxyacétylénique par des observations en tomographie X synchrotron.

Activités

Une synthèse bibliographique sur le comportement sous haut flux de chaleur et/ou de matière permettra d’établir des liens entre la tenue à l’oxydation et la diversité des conditions environnementales rencontrées lors d’une rentrée atmosphérique, en fonction de l’altitude.
Les matériaux seront caractérisés à l’aide de différentes techniques d’analyses physico-chimiques et microstructurales.
Pour les matériaux testés sous RX synchrotron, il s’agit d’analyser l’ensemble des données volumiques acquises par corrélation d’images 3D. L’évolution temporelle de diverses quantités est à extraire simultanément : consommation de matériau, formation d’oxyde, hétérogénéité de progression du front en fonction de l’architecture des matériaux composites. Pour aider à l’interprétation de ces données, des outils déjà développés permettront une simulation des flux thermiques en surface des échantillons et une détermination des flux de matière. La description du comportement du matériau sera à confronter aux résultats de modèles existants d’oxydation de matériaux type ZrB2 + SiC.

Compétences

Sciences des Matériaux (en particulier Céramiques)
Oxydation/corrosion des matériaux
Caractérisations physico-chimiques des matériaux
Analyse d'images 3D

Contexte de travail

Le LCTS est un laboratoire qui est localisé sur le campus bordelais; c'est une unité mixte à quatre tutelles - le CNRS, l'Université de Bordeaux, le groupe Safran et le CEA. Il totalise déjà 36 ans de recherches amont sur les composites réfractaires, matériaux très hautes performances employés dans l'aéronautique, le spatial et le domaine de l'énergie. C'est une équipe unique travaillant en mode projet en partenariat étroit avec ses cotutelles non-académiques. Il y a actuellement 34 personnels permanents, une quinzaine de doctorants et 4 post-doctorants.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Travail en zone ZRR

Informations complémentaires

Projet ANR ASTRID "COMEFai"