Description du sujet de thèse

Au CNRS, sur le site du Futuroscope, l'Institut PPrime, recrute un doctorant ou une doctorante pour étudier la modélisation numérique du fonctionnement des bagues d’étanchéité à recouvrement en fonctionnement statique, semi-statique et dynamique dans le cadre du projet de recherche financé par l'ANR / AEROSEAL.

Cette thèse se déroulera dans le cadre du partenariat entre l’Institut PPRIME, Safran Aircraft Engines et CETIM (chaire AEROSEAL) dont l’objectif est d’améliorer la connaissance des étanchéités aéronautiques.
Les bagues d’étanchéités à recouvrement sont utilisées sur de nombreuses applications aéronautiques à la fois civiles et militaires. Leur fonction principale consiste à assurer l’étanchéité à l’air et/ou à l’huile entre deux cavités pressurisées du moteur.
Ces bagues peuvent fonctionner dans différentes configurations :
- En statique : la bague est fixe dans son alésage et assure l’étanchéité entre deux pièces statiques (sans déplacement relatif entre les deux pièces),
- En semi statique : la bague peut se déplacer axialement dans son alésage sur de très faible distance et assure l’étanchéité entre deux pièces statiques,
- En dynamique : la bague peut se déplacer axialement dans son alésage sur de très faible distance et assure l’étanchéité entre deux pièces en déplacement relatifs (système de type « piston/alésage » ou « rotor/stator ».

L’estimation des débits de fuite des segments est aujourd’hui réalisée par une approche analytique qui ne tient pas compte des propriétés physicochimiques de la bague, des pièces en interface ainsi que de leurs états de surfaces.

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1- Les objectifs de la thèse sont :
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- Comprendre les écoulements de fluide au travers des joints inter-arbres,
- Quantifier les fuites aux interfaces segments/alésage et segment/rotor et au niveau du jeu à la coupe,
- Définition des critères de dimensionnement,
- Optimisation géométriques des segments (encombrements axiaux/radiaux; jeu à la coupe, état de surface, matériaux,,,) pour différents cas d’applications.

La modélisation numérique affinée de la bague d’étanchéité permettra la mise en en place des stratégies pour améliorer leur fonctionnement.

2- Description des activités :
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- État de l’art / veille sur la modélisation des écoulements de fluides mono et biphasiques,
- Modélisation des écoulements mono et biphasiques au travers des bagues d’étanchéités en configuration statiques,
- Modélisation des écoulements mono et biphasiques au travers des bagues d’étanchéités en configuration semi-statiques,
- Modélisation des écoulements mono et biphasiques au travers des bagues d’étanchéités en configuration dynamiques,
- Exploitation des résultats de campagnes d’essais expérimentaux,
- Confrontation calculs/essais et validation de du modèle numérique.


Le candidat devra être titulaire d’un diplôme de Master en Génie Mécanique ou Aéronautique ou en Sciences des Matériaux avec une bonne formation en modélisation numérique des milieux continus et un langage de programmation.

Contexte de travail

Le Doctorant sera basé à l’Institut Pprime et à l'ENSMA (www.pprime.fr) et participera aux réunions d’avancement du projet sur les sites des partenaires industriels Safran Aircraft Engines et CETIM Nantes.

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

École Doctorale : inscription université de Poitiers MIMME.
Des déplacements de courte durée, en France et à l'étranger, sont à prévoir.