Développement de solutions composites et d'ingénierie pour l'innovation et la croissance // Composite Development and Engineering Solutions for Innovation and Growth: CODESIGN

Face à l'évolution des modes de vies de la société liée aux différentes contraintes économiques, aux urgences climatiques, aux usages du numérique et à la transition technologique vers l'industrie 5.0, concept basé sur le tandem humain-machine, les matériaux classiques se retrouvent dans l'incapacité de répondre à toutes ces exigences. Ainsi, la thèse proposée vise à développer des composites à matrice organique CMO thermoplastiques (recyclables et réparables), intelligents (intégrant des transducteurs piézoélectriques à cœur) et interrogeables sur leur mise en œuvre (Process Monitoring - PM) et leur état de santé en service (Structural Health Monitoring – SHM). Au sein de structures CMO à géométrie complexe, le positionnement et la réponse (capacitive, ultrasonore, vibratoire et acoustique) de ces transducteurs, au repos et sous chargements mécaniques divers et variés, seront prédits et optimisés grâce au développement des modèles numériques robustes basés sur un couplage électromécanique fin (formulation Unifiée de CARRERA) et un dialogue essai/calcul afin d'ajuster les différents paramètres de la modélisation.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

As society evolves with changing lifestyles influenced by economic constraints, climate emergencies, digital usage, and the technological transition toward Industry 5.0, characterized by the collaboration concept between humans and machines, traditional materials are often inadequate to meet these diverse requirements. This Ph.D. thesis proposes the development of thermoplastic polymer-matrix composites (PMC) that are recyclable and repairable, incorporate intelligent features through the integration of piezoelectric transducers, and address challenges related to their manufacturing stage (Process Monitoring - PM) and their health status during their lifespan (Structural Health Monitoring - SHM). For PMC structures with complex geometries, these transducers' positioning and different responses (capacitive, ultrasonic, vibratory, and acoustic ones) will be predicted and optimized. This will be achieved by implementing robust numerical models that use fine electromechanical coupling via the CARRERA Unified Formulation. Additionally, a testing/calculation dialogue will be established to fine-tune the various modeling parameters.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Début de la thèse : 01/10/2025
WEB : https://www.researchgate.net/publication/390794915_Composite_Development_and_Engineering_Solutions_for_Innovation_and_Growth_CODESIGN

Financement d'une collectivité locale ou territoriale

Université de Technologie de Compiègne

71 Sciences pour l'ingénieur

Etudiant en master 2 et/ou école d'ingénieur en génie mécanique avec de solides connaissances en matériaux CMO, Méthode des Eléments Finis (MEF), doté d'un esprit critique et d'un goût pour l'expérimentation, le candidat est curieux, rigoureux, méthodique et intéressé par le développement de méthodes expérimentales et l'analyse de nombreux résultats multiphysiques.
A master 2 and/or engineering school student in mechanical engineering with solid knowledge in PMC materials, Finite Element Method (FEM), endowed with a critical mind and a taste for experimentation, the candidate is curious, rigorous, methodical and interested in the development of experimental methods and the analysis of many multiphysical results.