Offre de thèse en collaboration avec le CNES

Dimensionnement mécanique de ballons stratosphériques : approche numérique et expérimentale

Le CNES travaille depuis plusieurs années à l'élaboration de modèles mécaniques prédictifs destinés à améliorer les performances des enveloppes de ballons et à garantir une plus grande fiabilité. L’Institut de recherche Dupuy de Lôme (IRDL-CNRS FRE 3744) développe un logiciel de calcul par éléments finis (Herezh++) adapté à nos applications de structures gonflées subissant des grandes déformations.

Le travail de thèse a pour objet d’améliorer les aspects numériques et expérimentaux du dimensionnement des structures d’enveloppes de ballons gonflées.

Les travaux prévus et décrits succinctement dans la suite, sont susceptibles d’apporter une contribution pertinente au niveau de la simulation, profitant que la thématique ballon offre de nombreuses opportunités dans un cadre de recherche - développement.

La bibliographie permettra de maintenir une veille scientifique sur les derniers développements effectués. Ce sera également le moyen d’obtenir des données et des résultats à confronter avec les travaux que nous réalisons.

Une première cible de la thèse sera l’analyse et la mise au point des procédures expérimentales. Sur la base de structures gonflées éprouvettes de petites dimensions, on cherchera à alimenter l’identification des lois de comportements et à étudier puis valider les simulations. La métrologie associée sera une partie importante du travail, en particulier pour les basses températures.

Une seconde cible de la thèse concerne la simulation numérique, l’objectif est d’enrichir et d’alimenter les bases théoriques. Plusieurs pistes seront à considérer, comme:

  • l’assemblage des outils (algorithmes) existants de manière à imaginer de nouveaux scénarios composites (relaxation dynamique combinée au calcul implicite, par exemple),
  • la recherche d’une méthode pour prendre en compte le flambage local (les plis), 
  • l’étude d’une solution pertinente pour introduire le comportement du matériau de type anisotropie plastique dans Herezh++ et la méthode retenue pour la prise en compte de lois complexes,
  • la gestion des plis (auto contact),
  • le couplage fluide-structure.

En parallèle du travail de thèse, le dimensionnement précis des ballons du CNES nécessitera d’établir un programme d’essais systématiques pour caractériser les comportements matériels utilisés par la simulation. Ces essais ne seront pas directement réalisés par le doctorant, néanmoins ce dernier interviendra dans les phases de proposition, d’analyse et de prospection.

Les travaux de thèse font partie intégrante d’un ensemble d’études sur la connaissance, le dimensionnement et la prédiction du comportement de nos véhicules ballons. Les résultats contribueront à améliorer les compétences du CNES dans ce métier.

Profil recherche

Fortement motivé(e) par la simulation numérique par éléments finis, il (elle) a une solide formation et expérience scientifique en mécanique des structures et des matériaux. Des compétences en lois de comportement non linéaires sont bienvenues de même qu'un fort intérêt pour l'ingénierie aérospatiale. Il (elle) apprécie le travail en équipe, est autonome motivé(e) et sait faire preuve d’initiative. Il (elle) écrit et parle l’anglais couramment.

Website

https://cnes.fr/fr/les-ressources-humaines-du-cnes/dimensionnement-de-ballons-stratospheriques-approche- numerique-et

Contacts

Laboratoire d'accueil : Institut de Recherche Dupuy de Lôme (IRDL - CNRS FRE 3744)

Directeurs de Thèse : Gérard RIO (gerard.rio@univ-ubs.fr) - Hervé LAURENT (herve.laurent@univ-ubs.fr)

Responsable Cnes de l'offre : Pascale GUIGUE

 

Pour postuler

Pour postuler à cette offre, nous vous invitons à vous rapprocher du directeur/rice de thèse et compléter avec son aide la partie cofinancement du formulaire en ligne

(Répondre à l’offre) pour le 31 mars 2017.

 

 

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