Deux docteurs reçoivent le 1er et 3e prix Daveluy 2016

Lundi 20 juin 2016, le représentant du chef d’état-major de la Marine (CEMM) a remis les prix Amiral Daveluy 2016 à l’École militaire. Ce prix créé en 1996, récompense des travaux de recherche dans le cadre de masters ou de thèses, dont la qualité contribue à faire progresser les connaissances dans les domaines maritimes et navals. Les lauréats couvrent les domaines des sciences humaines et sciences de l’ingénieur.

 

PrixDaveluy2016

Les travaux qui ont été retenus pour le prix Daveluy 2016 en sciences de l’ingénieur mettent deux jeunes docteurs  de l'IRDL* à l’honneur :

  • Nicolas Tual reçoit le 1er prix de thèse pour ses travaux sur la « durabilité des matériaux composites carbone/époxy pour des applications aux pales d’hydroliennes » (thèse soutenue le 9 novembre 2015).
  • Richard Leloup reçoit le 3e prix de thèse pour ses recherches sur l’ « élaboration d’un outil d’aide à la prédiction du comportement et de la tenue mécanique d’un cerf-volant ; application à la propulsion auxiliaire de navires » (thèse soutenue le 3 octobre 2014).

* ces travaux de thèse ont été conduits dans l’équipe de recherche ENSTA Bretagne appartenant au laboratoire LBMS : laboratoire brestois de mécanique et des systèmes. Le 1er janvier 2016, le laboratoire LBMS (ENSTA Bretagne, ENIB, UBO) a fusionné avec le LIMATB (UBS, UBO) pour former l’Institut de Recherche Dupuy de Lôme (IRDL), FRE 3744 sous co-tutelle du CNRS. Avec ses 280 membres, dont 110 doctorants, IRDL est la plus importante équipe de recherche en France en sciences de l’ingénieur pour les applications marines.

Thèse de Nicolas Tual

Durabilité des matériaux composites carbone/époxy
pour des applications aux pales d’hydroliennes

Les pales d’hydroliennes sont sujettes à de nombreuses agressions (courants, vagues, tempêtes, corrosion…). Des modèles ont été développés qui reproduisent le seuil et la cinétique d’endommagement des composites carbone/époxy, l’évolution de l’entrée d’eau dans la pale d’hydrolienne et le couplage des deux phénomènes, afin de prédire la durabilité au long terme des pales d’hydroliennes en composites.

Ces recherches ont été conduites dans le cadre d’une chaire de recherche sur l’utilisation des assemblages collés mixtes dans les systèmes de production d’énergies marines renouvelables, financée par le F2i (fonds pour l’innovation dans l’industrie), la région Bretagne et ENSTA Bretagne. Ifremer était partenaire de cette thèse et co-encadrant avec ENSTA Bretagne.

Thèse de Richard Leloup

Elaboration d’un outil d’aide à la prédiction du comportement et de la tenue mécanique d’un cerf-volant ; application à la propulsion auxiliaire de navires

La thèse s’intéresse à l’utilisation de cerfs-volants (kites) pour la propulsion auxiliaire de navires. Elle vise, dans un premier temps, à modéliser un kite de manière simple et rapide afin d’estimer ses performances ; il apparaît qu’un kite a de meilleures performances qu’une voilure classique.

Un cerf-volant de 320 m² équipant un navire de 50.000 t permettrait d’économiser 10 % à 25% de carburant. Dans un second temps, l’étude s’est intéressée plus précisément à la prédiction de la répartition des efforts dans la toile ainsi qu’aux propriétés aérodynamiques du kite.

Ces recherches s’inscrivaient dans le projet BEYOND THE SEA®, labellisé par le Pôle Mer Bretagne Atlantique et qui bénéficie depuis 2014 du soutien de l’Ademe dans le cadre de l’appel à manifestation d’intérêt « navires du futur » des investissements d’avenir.

Soutenance de thèse de Sovannara HIN

de2Sovannara HIN , doctorant au sein du PTR5 « Durabilité » soutiendra sa Thèse de Doctorat intitulée :

« Contribution à l’étude des mécanismes de plasticité et de fissuration de verres métalliques massifs »

le vendredi 17  juin à 9h30 

à l’Université Bretagne Sud, Faculté de Sciences et Sciences de l’Ingénieur – Amphithéâtre Sciences 1 à Lorient

Résumé :

Les alliages amorphes, ou verres métalliques, sont des matériaux relativement récents, datant au plus d’une cinquantaine d’années. Ils possèdent des propriétés mécaniques exceptionnelles (résistance, dureté, ténacité, énergie élastique stockée, …) sans commune mesure avec celles de la plupart des alliages métalliques cristallins. Leur fragilité apparente en chargement uniaxial constitue toutefois un frein majeur à leur application à grande échelle et donc à leur industrialisation. Par ailleurs, les études sur le comportement à la fissuration et à la rupture des verres métalliques massifs rapportées dans la littérature sont à la fois peu nombreuses et très diverses dans leurs résultats. Face à ces problématiques, ces travaux de thèse sur les verres métalliques à base de zirconium ont deux objectifs principaux. Le premier consiste à étudier leurs mécanismes de déformation plastique par des essais hétérogènes. L’essai brésilien (ou de compression diamétrale) se révèle, dans ce contexte, efficace pour atteindre des niveaux élevés de déformation plastique à l’échelle macroscopique. Celui-ci permet également d’étudier à plus petite échelle la formation et la propagation des bandes de cisaillement et de quantifier les champs de déformation au cours du chargement par corrélation d’image. Les résultats montrent une bonne reproductibilité à ces deux échelles et offrent une meilleure estimation des déformations intenses se produisant dans les bandes de cisaillement. De plus, une identification basée sur cet essai couplé avec un autre essai hétérogène (nano-indentation) dans le but de discriminer des paramètres élastoplastiques montre qu’une loi de comportement de type von Mises n’est pas pertinente pour ce matériau. Le deuxième objectif de ces travaux vise à caractériser l’influence des défauts cristallins, liés à leur procédé d’élaboration et présents dans la matrice amorphe de nos verres métalliques, sur l’initiation et la propagation des fissures mais aussi sur leur rupture par des essais de flexion. La mesure de la ténacité et l’analyse fractographique des éprouvettes montrent que ces défauts facilitent la pré-fissuration, mais entrainent aussi une fragilisation de nos matériaux. Cette dernière propriété, i.e. la résistance à la fissuration ou ténacité, s’avère alors un bon moyen pour discriminer les différentes qualités de synthèse de ces alliages amorphes.

 

Abstract :

 

Amorphous alloys or metallic glasses are relatively new materials, dating back to over fifty years. They exhibit exceptional mechanical properties (strength, hardness, toughness, stored elastic energy …), compared to those of most crystalline metallic alloys. Their apparent brittleness in uniaxial loading, however, is a major obstacle to their wide application and thus their industrialization. Studies on the cracking and fracture of these materials have so far been sparse and relatively contradictory in their results. The objectives of this PhD thesis work on zirconium base metallic glasses are therefore twofold. The first objective is to study their plastic deformation mechanisms by means of heterogeneous tests, namely instrumented indentation and diametral compression. The Brazilian test (or diametrical compression test) is shown, in this context, to be effective in achieving high levels of plastic deformation at the macroscopic scale. This test also allows to study, at a smaller scale, the formation and the propagation of shear bands and to quantify the strain fields during loading by digital image correlation techniques. The results show good reproducibility at these two scales and provide a better estimation of intense deformations occurring in the shear bands. In addition, a reverse analysis based on this test coupled with another heterogeneous test (nanoindentation) is carried out to identify elastoplastic parameters. This procedure shows that a von Mises yield criterion is not relevant for this material and that a Drucker-Prager model is capable of predicting the response. The second objective of this work is to characterize the influence of crystalline defects, linked to different casting processes, present in the amorphous matrix of our metallic glasses, on the initiation and propagation of cracks and on their fracture toughness. The measured fracture toughness and the fractographic analyses of the specimens show that these defects facilitate the pre-cracking, but result in an embrittlement. This latter property, i.e. the resistance to crack propagation or fracture toughness, then proves a good way to distinguish the different synthesis qualities of these amorphous alloys.

Membres du jury :

Dr Véronique DOQUET, Directrice de Recherche CNRS, École Polytechnique – Université Paris Saclay

Pr Jean-Christophe SANGLEBOEUF, Université de Rennes 1

Pr Pierre VACHER, Université de Savoie

Dr Cédric DOUDARD, Maître de Conférences,  ENSTA Bretagne

Dr Cédric BERNARD, Maître de Conférences, Université de Bretagne-Sud

Pr Vincent KERYVIN, Université de Bretagne-Sud

 

Les travaux ont été encadrés par Messieurs Vincent KERYVIN, Cédric BERNARD et Cédric DOUDARD

Journée scientifique du Pôle thématique de recherche « Composites »

La journée PTR1 Composites Lorient a été un bel évènement pour lequel vous avez été plus de 40 participants ayant assisté aux présentations orales (10 thèses, 3 projets Ingé et 7 post-docs).

C'est avec grand plaisir que nous avons pu accueillir et rencontrer sur le site de Lorient les différents membres de ce tout nouveau PTR1 Composites.  Nous vous remercions pour votre participation et votre motivation!    

Merci à toutes les personnes ayant présenté leurs travaux, et à ceux et celles qui ont accepté de relever le challenge "Ma thèse en 180 secondes", et également aux 5 courageux qui ont brillament répondu au double-challenge "La thèse de mon collègue en 180 secondes".

Rendez-vous l'an prochain pour la nouvelle édition sur le site de Vannes!

 

L'équipe organisatrice : Mickaël CASTRO  / Camille GOUDENHOOFT / Antoine LEMARTINEL

 

Le programme

Cette journée approchant, voici un petit aperçu du programme qui vous attend :

Vendredi 17 juin (matin) : Centre de Recherche Huygens à Lorient

09h00 - 09h45 : Accueil et Présentation de la journée (Cafeteria du 2ème étage)
09h45 - 10h00 : Départ pour le centre-ville, rendez-vous Place d’Alsace-Lorraine
10h00 - 11h30 : Visite guidée de l’abri de défense passive de Lorient. (participation 4,10€/pers.)

Vendredi 17 juin (midi) : UFR SSI - Lorient

12h00 – 13 h 30 : Déjeuner en Sciences 2 UFR SSI (salles 022-023)

Vendredi 17 juin (après-midi) : UFR SSI - Lorient

13h45 – 15h30 : Présentation des « 1ère année »

Pause

15h40 – 17h00 : Présentations des « 2ème année ».
17h05 – 18h05 : Présentations des « 3ème année ».
17h45 – 18h00 : Photo de groupe et clôture de la journée.

Informations complémentaires

Quelques précisions à ajouter sur le déroulement de cette journée :

  • Le trajet Centre de Recherche/Centre-ville pourra se faire en covoiturage, mais n’hésitez pas à prendre votre vélo ou le bus pour effectuer le trajet !
  • La visite de l’abri de défense passive sera réalisée par un guide. Venez découvrir le patrimoine de la ville de Lorient ! Nous vous demanderons une participation de 4,10 € par personne d’ici le 17 juin pour celles et ceux désirant joindre la visite
  • Pour le déjeuner, un repas sous forme de buffet sera proposé à tous les participants

Notes à l’attention des stagiaires, doctorants et post-docs concernant les présentations :

  • Pour les nouveaux arrivants ou « 1ère année » : une présentation de 10 mn sur votre parcours avant votre arrivée, puis sur votre projet actuel (contexte, éventuels résultats,...) vous sera demandée. Elle consistera en 5-6 slides en anglais et le discours en français ou anglais au choix
  • Pour les personnes en « 2ème année » : présentez votre projet en 180 secondes ! Soit 3 slides en anglais que vous présentez soit en anglais soit en français
  • Pour les plus anciens ou « 3ème année » : un support destiné à une présentation de votre projet en 180 secondes vous est demandé. Il s’agit donc de 3 slides en anglais mais attention ! Le jour J, un autre ancien recevra votre présentation et devra présenter votre projet à votre place. Et bien entendu, le même sort vous attend !!!

Séminaire IRDL : Conférence d’Amandine CÉLINO le 5 juillet 2016

Le mardi 5 juillet, conférence d'Amandine CÉLINO : "Contribution à l'étude du comportement hygro-mécanique des matériaux de renfort naturels"

Rendez-vous le 5 juillet 2016 à 14H00 en salle CR204 du Centre de Recherche Huygens à Lorient.

Amandine_CelinoAmandine CÉLINO est Maître de conférences à l'Université de Nantes, au sein du laboratoire GeM (Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique), depuis septembre 2014.

Durant ses différentes expériences de recherche, elle a acquis de fortes compétences en terme de caractérisation des matériaux notamment du point de vue des relations structure-propriétés des matériaux polymère et composites, avec un accent mis sur l’étude de leur durabilité. Son expérience dans ce domaine s'est notamment construite durant sa thèse de doctorat portant sur le comportement hygro-mécanique de fibres naturelles (2010-2013, Nantes) et lors de son contrat en tant qu’attachée temporaire à l’enseignement et à la recherche au sein de l’équipe « Physique et Chimie des Polymères » de l’IPREM à l’Université de Pau et des Pays de l’Adour.

Amandine CÉLINO est co-auteur de 5 publications parues depuis 2013 dans des revues internationales à comité de lecture et participe régulièrement à des conférences.

Soutenance de thèse d’Abdelkadir LEBSIR le 29 mai 2016

hdrAbdelkadir LEBSIR, doctorant au sein du PTR4 « Systèmes énergétiques » soutiendra sa Thèse de Doctorat intitulée :

Performances comparées de machines synchrones à aimants permanents et à réluctance variable associées à une chaîne de conversion d'énergie renouvelable

le dimanche 29 mai à 10H00 (non ce n'est pas une erreur !)  à l'Université de Constantine, Algérie dans le cadre d'une co-direction UBO/Université de Constantine I.

Résumé : La problématique de ces travaux de thèse réside dans l’évaluation et la détermination de topologies de génératrices qui soient adaptées à un cahier de charge de conversion d’énergie éolienne. Il s’agit dans un premier temps, sur la base d’une analyse critique et statistique de l’état de l’art, de déterminer la ou les topologies les plus innovantes en terme de conversion d’énergie avec un focus sur les machines synchrones à aimants permanents et les machines à réluctances variables. Ces deux topologies seront ensuite étudiées dans un contexte d’entrainement direct et dimensionnées sur la base d’un cahier de charge d’une éolienne de 1.5MW. Il s’agit dans notre cas de machines à grand nombre de pôles et donc à grand diamètre tournant à vitesse lente (1.55 rad/sec). Ces deux topologies de génératrices seront dimensionnées analytiquement puis simulées numériquement par éléments finis avec un code spécifique développé dans le cadre de ses travaux de thèse et qui couple les logiciels Matlab et FEMM. Une étude comparative est ensuite réalisée sur les aspects dimensions, volumes, et masses des parties actives, en plus de la comparaison des performances électromagnétiques.

Mots-clés—Machine synchrone à aimants permanents, machine à reluctance variable, éolienne, entrainement direct, dimensionnement.

Une partie du travail présenté dans ce mémoire a fait l’objet d’un certains nombre de publications listées ci-dessous :

Revues Internationales

[1] A.Lebsir,M.E.H.Benbouzid,A.BentounsiandI.BenSalah,“Switchedreluctancegeneratorsmodelsforwind turbine models,” Electromotion, vol. 23, June 2016.

[2] A.Lebsir,A.Bentounsi,M.E.H.BenbouzidandH.Mangel,“Electricgeneratorsfittedtowindturbinesystems: An up-to-date comparative study,” Journal of Electrical Systems, vol. 11, n°3, pp. 281–295, September 2015.

Conférences Internationales

[1] A. Lebsir, A. Bentounsi, M.E.H. Benbouzid and H. Mangel, “Innovative electrical machine for wind turbine,” in Proceedings of the 2014 ICEE, Skikda (Algeria), pp. 334-339, October 2014.

[2] A. Lebsir, A. Bentounsi, M.E.H. Benbouzid, R. Rebbah and S. Belakehal, “Comparative study of PMSM and SRM capabilities,” in Proceedings of the 2013 IEEE POWERENG, Istanbul (Turkey), pp. 760-763, May 2013.

Soutenance de thèse de Omar Hazem MOHAMMED le 26 mai 2016

hdrOmar Hazem MOHAMMED, doctorant au sein du PTR4 « Systèmes énergétiques » soutiendra sa Thèse de Doctorat intitulée :

On optimal sizing and energy management of hybrid power generation systems based on renewables

le jeudi 26 mai à 10H00 à l’ISEN Brest

devant le jury composé de :

  • Demba DIALLO, Professeur, Université Paris Sud / examinateur
  • Abdesslem DJERDIR, Maître de Conférence HDR, UTBM Belfort / rapporteur
  • Quoc Tuan TRAN, Directeur de Recherche HDR, CEA-INES / rapporteur
  • Gang YAO, Associate Professor, Shanghai Maritime University / invité
  • Emmanuel DELALEAU, Professeur, ENI Brest / examinateur
  • Yassine AMIRAT, Enseignant-Chercheur, ISEN Brest / co-encadrant
  • Mohamed BENBOUZID, Professeur, Université de Bretagne Occidentale / directeur de thèse

+ d’infos

Séminaire IRDL : Conférence de Pavel MOSTOVYKH le 19 mai 2016

Le jeudi 19 mai, conférence de Pavel MOSTOVYKH : « PVDF pressure and HetV velocity measurements in dynamic problems: possibilities, accuracy, data treatment « .

pavelPavel MOSTOVYKH est post-doc au Pôle Thématique de Recherche  « Structures et interactions ».

Rendez-vous le 19 mai à 13h00 en salle F201 à l’ENSTA Bretagne à Brest.

Mots clés : Fluid Mechanics, Plasma Physics

Séminaire IRDL : Conférence de Jean-Marie DREZET le 19 mai 2016

DREZET LABOLe jeudi 19 mai 2016, Jean-Marie Drezet, Enseignant Chercheur à l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne, donnera à l'occasion de sa venue à Lorient une conférence intitulée :

Détermination expérimentale et modélisation des contraintes résiduelles à l'issue de la trempe de pièces épaisses en alliage d'aluminium à durcissement structural

Cette présentation, qui aura lieu dans l'Amphi IUT GIM (IUT de Lorient) à partir de 14h, sera également diffusée par visioconférence à l'ENSTA Bretagne.

Séminaire IRDL : Conférence de Philippe LE GROGNEC le 18 mai 2016

Le mercredi 18 mai, conférence de Philippe LE GROGNEC: "Modélisation du comportement mécanique de matériaux et structures hétérogènes en présence de non-linéarités matérielles et géométriques ".

le grognec portraitPhilippe LE GROGNEC est enseignant-chercheur à l'École des Mines de DOUAI au Département de "Technologie des Polymères et Composites & Ingénierie Mécanique".

Il a soutenu son habilitation à diriger des recherches en 2011 sur le sujet suivant "Contribution à la modélisation du comportement mécanique de structures minces pour la prédiction de divers types d'instabilité : applications multi-matériaux".

Rendez-vous le 18 mai à 10h30 en salle F101 à l'ENSTA Bretagne à Brest.

 

 

IRDL // Offre de thèse en co-tutelle France (Lorient) Portugal (Aveiro)

IRDL - CNRS FRE 3744

Université Bretagne Sud

Lorient - France

 

Toward virtual forming and design : the challenges of thermo-mechanical characterization and parameter identificationof high strength steels

 

PhD proposal starting in October 2016 for 3 years

GRIDS

Universidade de Aveiro

Aveiro - Portugal

Keywords

Thermo-mechanical behavior - material characterization - parameter
identification - high strength steels.

Project description

Forming and mechanical design of metallic and composites structures must become more and more virtual, in order to limit the number of prototypes and decrease the time to industrialization of a new product. Moreover, a virtual approach leads to a safer structure with optimized performances. The main point that controls the reliability of the numerical simulations is the pertinence of the representation or modeling of the thermo-mechanical behavior of the material, and in particular the material parameters of the constitutive equations involved in the model.

Nowadays, one of the real challenges concerns the determination of the material parameters, on a low-cost basis but with an optimal quantity of information to guarantee the reliability of the predictions. The aim of this project is to develop an efficient methodology for determining the material parameters of thermo-mechanical models, from dedicated tests that involve non-homogeneous temperature and strain fields. Indeed, this non-homogeneity leads to richer information than more traditional approaches with quasi-homogeneous tests, thus to a decrease of the number of experiments. The Virtual Fields Method (VFM) is an alternative compared to the Finite Element Model Updating (FEMU) for material parameter identification in the field of thermo-mechanical modeling [1,2]. These 2 methods are based on the use of mechanical fields, like the strain field recorded by digital image correlation techniques. Their relevance was shown in numerous applications, especially for measure of the Young modulus of composites in the case of linear anisotropic elasticity and even for non-linear behaviors in plasticity. However, forming and service life in industrial environments can take place under sever conditions, as warm temperatures (i.e. below one half of the melting temperature), with strain and temperature fields involving high gradients.

These conditions will require an extension of both VFM and FEMU to thermomechanical conditions, which was not dealt with previously. Indeed, aside the theoretical formulation of the optimization, the temperature dependence entails an increase of the inputs and of the material parameters.

This works will be split into three main parts :

(i) an experimental part relative to the characterization of temperature and strain fields with non-homogeneous tests e.g. tension beyond necking, biaxial tension and simple shear performed either under several isothermal conditions or with thermal gradients leading then to strain localization,

(ii) a part dedicated to material parameters identification with a classical methodology based on a method coupled with finite element simulations (FEMU), and

(iii) a part dedicated to the development of an original optimizing methodology with the virtual field method (VFM), based on the experimental strain and
temperature fields.

The ranges of temperature, strain rate and strain depend of the material. In this work, high strength steels (like dual-phase steels, bake-hardening steels) will be considered.

Scientific framework

The PhD will be carried out as a joint supervision between the University of South Brittany (France) and the University of Aveiro (Portugal), leading to a double diploma. The French team is specialized and recognized for its works on the experimental characterization of the thermo-mechanical behavior of materials, its modeling and the determination of the related material parameters. The Portuguese team is recognized for its work on numerical methods for shape and material parameter identification, with the development of a dedicate software Sdl [3]. Experimental testing will be performed in both countries; while the FEMU method will mainly be developed in France and the VFM in Portugal.

The PhD student is expected to spend 18 months in Lorient and 18 months in Aveiro, either by time spans of 6 months or more.

Originality of the work

The characterization of the mechanical behavior of metallic materials at warm and high temperatures under complex strain paths is still an experimental challenge. Indeed, the heating system, the control and measure simultaneously of the temperature and strain fields require specific equipment like thermal camera and digital image correlation systems, and synchronized acquisition.

Moreover, the increase of the number of data, both input data (temperature and strain fields) and parameter to identify, require the use of robust algorithms and to deal with the uniqueness of the solution, which is a central concern in parameter identification.

Finally, the extension of VFM to thermo-mechanical behavior necessitates more academic investigations.

Scientific collaboration

there exists a long and fruitful collaboration between the two research teams, and also the University of Coimbra (Portugal), with a total of 4 PhD in joint supervision, either already defended or ongoing works: Jérémy Coër (2014), Nelson Souto (2015) and Vasco Simoes (2017).

[1] F. Pieron, M. Grédiac, The Virtual Fields Method. Extracting Constitutive Mechanical Parameters from Full-Field Deformation Measurements, Springer (2012)

[2] N. Souto, Computational design of a mechanical test for material characterization by inverse analysis, PhD Université Bretagne Sud & University of Aveiro, 2015

[3] A. Andrade-Campos, S. Thuillier, P. Pilvin, F. Texeira-Dias, On the determination of material parameters for internal variable thermoelastic-viscoplastic constitutive models, International Journal of Plasticity 23 (2007) 1349-1379

Applicants

They should have a strong knowledge in mechanical engineering and a good level in English.

To apply to this PhD position

Send CV (with the score to an English test) and motivation letter and marks obtained for the master degree by email (cf. addresses below).

Salary

Paid by the French University during 18 months and the Portuguese University during 18 months. Classical academic scholarship (around 1400€/month free of charge).

Contacts

Sandrine Thuillier

sandrine.thuillier@univ-ubs.fr
IRDL
Université Bretagne Sud

ubs

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Dr Antonio G. Andrade-Campos

gilac@ua.pt
GRIDS
Universidade de Aveiro

aveiro