Contexte de l’étudeLes structures sandwich sont très utilisées dans de nombreuses applications structurales grâceà leur rapport rigidité/masse favorable. Ces structures sont généralement constituées d’une âme àfaible densité et de deux peaux en matériaux composites, assurant la rigidité et la tenue mécaniquede 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 nidd’abeille à base de Nomex® ou d’aluminium, à la fois très légers, résistants aux contraintes mécaniqueset au feu. Cependant, ces structures sandwich classiques présentent des défauts importants tels qu’unfaible taux d’amortissement et d’isolation acoustique.Dans l’optique de développer de nouveaux matériaux d’âme pour contourner ces limitations desstructures sandwich, une solution prometteuse consiste à utiliser des matériaux d’âme alvéolaires telsque les mousses polymères thermoplastiques. Cette famille de matériaux présente en effet plusieursavantages, comme la facilité de mise en œuvre, la capacité d’absorber l’énergie pendant un impact, larecyclabilité et des propriétés accrues en termes d’isolation thermique et acoustique.
Projet de rechercheL’objectif de cette thèse est l’étude et la modélisation du procédé de fabrication de moussesthermoplastiques biosourcées obtenues avec un procédé de moussage continu par extrusionassistée par CO2 supercritique (CO2-sc).Cette technique permet d’obtenir des mousses avec différents taux et tailles de porosité, enfonction des paramètres du procédé choisis. Cette famille de matériaux alvéolaires représente unealternative intéressante aux nids d’abeille classiquement utilisés dans les structures sandwich, grâce àleur propriétés vibro-acoustiques accrues, ainsi qu’au faible impact environnemental du procédéutilisé. L’objectif principal de la thèse est l’étude de la relation matériau-procédé-propriétés, enévaluant les paramètres du procédé les plus appropriés pour atteindre les propriétés vibro-acoustiques adaptées aux applications visées (isolation acoustique des moteurs d’avions, intérieurcabine, 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 lastructure, intégrant des lois de comportement à l’échelle de la microstructure de la mousse. L’objectiffinal de l’étude est la définition d’un lien clair entre les paramètres du procédé de fabrication, lamicrostructure de la mousse après chaque opération unitaire (extrusion moussage puis mise en formethermomécanique), et la réponse vibro-acoustique de la structure.LocalisationCes travaux de thèse se dérouleront dans les locaux de l’Institut Clément Ader et du centre RAPSODEEau sein de l’IMT Mines Albi, mais également sur le site Toulousain de l’ICA.
FinancementLe salaire prévu est d’environ 2 050€ bruts par mois. Des vacations d’enseignement serontéventuellement possibles en supplément.
Démarrage de la thèseSeptembre-Octobre 2023
Conditions de candidature/recrutementEnvoyer CV et lettre de motivation à Léonardo SANCHES, Raffaele D’ELIA et Martial SAUCEAUNB : le recrutement sera impérativement soumis à l’obtention préalable de l’autorisation d’accès à laZRR (Zoner à Régime Restrictif) de l’ICA.
Compétences attenduesAnalyse et modélisation de la physico-chimie des polymères, caractérisation et modélisationmécanique et acoustique, méthodes des éléments finis et programmation, communication écrite etorale.