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Offre de thèse en Génie Mécanique (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : lundi 12 décembre 2022

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Informations générales

Référence : UMR5295-MEHCHE-003
Lieu de travail : TALENCE
Date de publication : lundi 21 novembre 2022
Nom du responsable scientifique : CHERIF
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 16 janvier 2023
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Ce sujet de thèse se positionne dans le cadre du projet ANR SHAIR piloté par l'ICA Toulouse et qui rassemble les laboratoires LS2N (Nantes), ICA (Toulouse), LGCO (Toulouse). Cette thèse traitera de la prédiction et de la maitrise de la qualité des perçages dans les assemblages multi-matériaux via la mise en place du couple de jumeaux numérique process et machine.
Dans le domaine aéronautique, l'assemblage des éléments de structure (ailes, fuselage, gouverne arrière…), souvent multi-matériaux, nécessite la pose de fixations (rivets, boulons), et donc la réalisation des logements de fixation par perçage. Cette opération de perçage est souvent réalisée à l'aide de machines automatiques (UPA – Unités de Perçage Automatique), qui se clampent sur une grille de perçage. Ces unités de perçage historiquement pneumatiques sont désormais électriques. Cette évolution majeure permet un pilotage beaucoup plus précis des conditions opératoires et rend possible de développement de stratégies de Smart drilling. Lors des phases terminales d'assemblage, les opérations de perçage sont réalisées en fin de cycle de production, sur des pièces à forte valeur ajoutée. Il est donc indispensable de maitriser ces opérations critiques car la qualité des alésages a un impact majeur sur la tenue en service des assemblages. La géométrie complexe des outils coupants, les phénomènes d'usure, le confinement de la coupe et les phénomènes thermomécaniques couplés mis en jeu rendent très complexe la modélisation du procédé. A cela s'ajoutent les problématiques liées aux empilages multi-matériaux, classiquement composite-aluminium-titane. Il est donc nécessaire de développer des stratégies de surveillance du procédé dans le contexte de l'Industrie du Futur. L'objectif principal la thèse est de développer un couple de jumeaux numériques permettant une aide à la décision par la surveillance intelligente du process et de la machine (par ex. préconisation d'un contrôle additionnel de qualité, changement des paramètres opératoires, changement outil, maintenance machine, lancement d'une opération de reprise pour les trous hors tolérance…). Une originalité majeure est d'investiguer et d'orienter les choix technologiques et le niveau décisionnel de Smart drilling en regard de son intégration dans le contexte opérationnel industriel, au vu de l'acceptabilité et des niveaux de décisions prises par l'opérateur. Pour atteindre cet objectif, un jumeau numérique du procédé de perçage sera développé pour la prédiction de la qualité du trou percé. Ce jumeau s'appuiera sur la définition et l'apprentissage d'un modèle de comportement basé sur des signaux issus d'une instrumentation intégrée au process et des modèles réduits de simulation. Le traitement des signaux et leur transformation en indicateurs de qualité (KPI) reposent sur l'intégration de connaissances métier et sur l'exploitation de bases de données de signaux collectés en laboratoire mais aussi en production industrielle. Les données recueillies permettront également le suivi de l'état du moyen de production et alimenteront un jumeau numérique de la machine, en appréhendant son usure, et les effets sur la qualité des pièces produites.

Contexte de travail

Ce travail de thèse sera effectué au sein du département MPI (Matériau-Procédés-interaction) à l'I2M de Bordeaux. L'institut de Mécanique et d'Ingénierie couvre l'ensemble du spectre de la mécanique des solides, des fluides et de l'énergétique. Ses compétences reposent sur des approches théoriques aux différentes échelles d'observation, des méthodologies expérimentales avancées et le développement de méthodes numériques pour le calcul intensif. Les activités du département MPI se concentrent sur les domaines des procédés de mise en œuvre, de mise en forme et d'assemblage des matériaux, en se focalisant sur l'étude des interactions entre le procédé et le matériau. Elles visent la compréhension des mécanismes physiques et physico-chimiques mis en jeu dans les procédés de fabrication par des approches à la fois expérimentales et numériques complétées par les caractérisations physico-chimiques et mécaniques des matériaux élaborés. L'ensemble est abordé dans une démarche pluridisciplinaire dans laquelle tous les phénomènes et leurs couplages sont étudiés à l'aide d'approches multi-échelles.

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