Contexte de l’étude
Les structures sandwich sont très utilisées dans de nombreuses applications structurales grâce
à leur rapport rigidité/masse favorable. Ces structures sont généralement constituées d’une âme à
faible densité et de deux peaux en matériaux composites, assurant la rigidité et la tenue mécanique
de l’ensemble. Ces propriétés expliquent leur utilisation courante dans les secteurs de l’automobile,
de l’aéronautique et du spatial. Parmi les matériaux d’âme les plus utilisés, nous trouvons le nid
d’abeille à base de Nomex® ou d’aluminium, à la fois très légers, résistants aux contraintes mécaniques
et au feu. Cependant, ces structures sandwich classiques présentent des défauts importants tels qu’un
faible taux d’amortissement et d’isolation acoustique.
Dans l’optique de développer de nouveaux matériaux d’âme pour contourner ces limitations des
structures sandwich, une solution prometteuse consiste à utiliser des matériaux d’âme alvéolaires tels
que les mousses polymères thermoplastiques. Cette famille de matériaux présente en effet plusieurs
avantages, comme la facilité de mise en œuvre, la capacité d’absorber l’énergie pendant un impact, la
recyclabilité et des propriétés accrues en termes d’isolation thermique et acoustique.


Projet de recherche
L’objectif de cette thèse est l’étude et la modélisation du procédé de fabrication de mousses
thermoplastiques biosourcées obtenues avec un procédé de moussage continu par extrusion
assistée par CO2 supercritique (CO2-sc).
Cette technique permet d’obtenir des mousses avec différents taux et tailles de porosité, en
fonction des paramètres du procédé choisis. Cette famille de matériaux alvéolaires représente une
alternative intéressante aux nids d’abeille classiquement utilisés dans les structures sandwich, grâce à
leur propriétés vibro-acoustiques accrues, ainsi qu’au faible impact environnemental du procédé
utilisé. L’objectif principal de la thèse est l’étude de la relation matériau-procédé-propriétés, en
évaluant les paramètres du procédé les plus appropriés pour atteindre les propriétés vibro-
acoustiques adaptées aux applications visées (isolation acoustique des moteurs d’avions, intérieur
cabine, etc.). Pour ce faire, les analyses expérimentales seront associées au développement d’un







modèle numérique macroscopique du procédé de fabrication et de la réponse vibro-acoustique de la
structure, intégrant des lois de comportement à l’échelle de la microstructure de la mousse. L’objectif
final de l’étude est la définition d’un lien clair entre les paramètres du procédé de fabrication, la
microstructure de la mousse après chaque opération unitaire (extrusion moussage puis mise en forme
thermomécanique), et la réponse vibro-acoustique de la structure.
Localisation
Ces travaux de thèse se dérouleront dans les locaux de l’Institut Clément Ader et du centre RAPSODEE
au sein de l’IMT Mines Albi, mais également sur le site Toulousain de l’ICA.


Financement
Le salaire prévu est d’environ 2 050€ bruts par mois. Des vacations d’enseignement seront
éventuellement possibles en supplément.


Démarrage de la thèse
Septembre-Octobre 2023


Conditions de candidature/recrutement
Envoyer CV et lettre de motivation à Léonardo SANCHES, Raffaele D’ELIA et Martial SAUCEAU
NB : le recrutement sera impérativement soumis à l’obtention préalable de l’autorisation d’accès à la
ZRR (Zoner à Régime Restrictif) de l’ICA.



Compétences attendues
Analyse et modélisation de la physico-chimie des polymères, caractérisation et modélisation
mécanique et acoustique, méthodes des éléments finis et programmation, communication écrite et
orale.