Thèse CIFRE Optimisation expérimentale du comportement tribologique d’un système frottant sous ambiance contrôlée à Toulouse

QUI SOMMES-NOUS ?

L’activité Systèmes terrestres et aériens conçoit des systèmes, des équipements, des capteurs et des services pour le contrôle du trafic aérien civil et militaire, la défense aérienne ainsi que le combat naval et terrestre.

Les 110 collaborateurs de l’activité Cryogénie, dont le site est basé à Toulouse, développent et produisent depuis plus de 20 ans des machines de refroidissement nécessaires au bon fonctionnement des équipements optroniques et de spectroscopies destinés à des applications militaires et civiles.

Contexte :

Dans le cadre de développements pour des marchés futurs, le groupe Thales souhaite améliorer sa technologie actuelle de pièces frottantes sous ambiance contrôlée qui équipe des mécanismes de grande précision. La nouvelle technologie issue des travaux de la thèse équipera les futurs mécanismes de Thales. Les objectifs assignés aux futurs mécanismes sont ambitieux et concernent notamment une diminution de la consommation, une durée de vie accrue liée à un temps de mission en rupture et une probabilité de panne négligeable pendant les 10000 premières heures de fonctionnement. Ces exigences ont un impact direct sur les contraintes applicables au système tribologique. Le résultat des travaux devra être une solution disponible et maitrisée au niveau de la mise en œuvre industrielle afin d’implémenter cette avancée au plus tôt après la thèse.

Sujet :

La thèse porte sur l’optimisation expérimentale du comportement tribologique d’un ensemble frottant sous ambiance contrôlée. L’objectif est de définir et tester différentes couches minces avec ou sans lubrifiant solide sous atmosphère contrôlée. La compréhension des phénomènes de dégradation lors des frottements permettra de définir un système tribologique complet répondant aux objectifs visés. Cet objectif devra être supporté par des travaux permettant d’établir les phénomènes en jeu, d’identifier l’ensemble des paramètres d’élaboration influents devant être contrôlés (pour permettre une bonne maitrise de la production au niveau industriel et garantir une capacité d’expertises conclusives en cas de problème) et de définir les limites du domaine d’utilisation du système tribologique. Le ou la doctorant(e) aura la liberté des choix des solutions mais devra définir en fin de thèse la solution optimale à mettre en place en production.

La thèse proposée se structurera en plusieurs parties :

• Etude bibliographique : le doctorant devra réaliser un état de l’art des solutions existantes et des paramètres influents. Cette étude théorique sera complétée par le retour d’expérience de Thales sur le comportement des systèmes frottants actuels dans l’application et l’expertise du LTDS sur les couches minces. Il pourra ainsi proposer de nouveaux couples de matériaux à tester en laboratoire en complément des matériaux présélectionnés.
• Partie expérimentale : Le thésard utilisera le tribomètre analytique en environnement contrôlé du LTDS, équipement unique au monde. L’objectif sera de reproduire les modes de défaillances observées sur pièces réelles en ajustant les paramètres d’essais du tribomètre.
• Analyse / expertise : Afin d’élucider les phénomènes impliqués dans le processus d’usure, le doctorant effectuera des observations morphologiques (microscopie optique, électronique, à sonde locale…) et des analyses chimiques (EDX, XPS…) sur les zones frottées. Le rôle des différents paramètres sera déterminé, afin de définir une plage de travail optimale.

Organisation :

Cette thèse Cifre sera co-encadrée par l'Ecole Centrale de Lyon (LTDS) et Thales. Le doctorant sera employé sous CDD Thales de 3 ans avec un statut ingénieur Thales sur un site Thales de la région Toulousaine.

Le doctorant réalisera ses travaux principalement (80%) dans les locaux de l'Ecole Centrale de Lyon (LTDS) et sur les sites de Thales (20%). Des participations à des conférences nationales ou internationales seront également envisagées.

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