Une Chaire industrielle ANR a été lancée pour la première fois en Bretagne en 2020 : « Self-heating » (auto-échauffement). Le projet, piloté par l’ENSTA Bretagne est monté en collaboration avec Safran, Naval Group et l’Institut P’. Le sujet traite de la caractérisation et la modélisation des propriétés à la fatigue à grand et très grand nombre de cycles (i.e., de 105 à 109 cycles) des matériaux et des structures à partir de mesures thermométriques sous sollicitations cycliques. Une trentaine de personnels de recherche est mobilisée à l’ENSTA Bretagne sur le projet.
La Chaire industrielle Self-heating est co-financée par l'Agence Nationale pour la Recherche (50%) et par les partenaires industriels (50%) pour un budget total de 2 050 000€ sur 4 ans.
À ce jour et à notre connaissance, il n'existe aucun autre programme de recherche équivalent dans le monde portant sur la caractérisation rapide des propriétés à la fatigue des matériaux à partir de mesures thermométriques.
Objectifs de la chaire
Une dualité académique et industrielle
La Chaire Industrielle ANR « self-heating » fait converger des intérêts industriels (Naval Group, Safran Aircraft Engines, Safran Landing Systems, Safran Composite) et académiques (IRDL – ENSTA Bretagne et Institut P’).
- Ce type de partenariat permet aux entreprises partenaires d’effectuer des recherches sur une thématique scientifique ambitieuse et en lien direct avec certains de leurs enjeux stratégiques, ici l'amélioration des méthodes de caractérisation des matériaux et de dimensionnement des structures vis à vis de la fatigue.
- Pour l’ENSTA Bretagne et l’Institut P’, ce type de partenariat permet de créer une synergie importante sur une de leurs thématiques scientifiques phares et de participer à des projets à forts enjeux socio-technologiques.
Les échanges entre industriels et académiques sont favorisés. Safran et Naval Group vont en effet s’approprier les outils développés dans le cadre des recherches qui traitent d’une large gamme de matériaux (métalliques et composites) et qui interviennent dans leurs domaines d’application respectifs : l'aéronautique et le naval.
Durée des essais plus courte
Dans les domaines de la fatigue à grand nombre de cycles et à très grand nombre de cycles, on note la nécessité de développer des méthodes de caractérisation rapide des propriétés des matériaux. Dans cet objectif, l’ENSTA Bretagne développe depuis quelques années des stratégies couplant des approches expérimentales à de la modélisation mathématique permettant de réduire la durée des essais d'un facteur 100.
Formation par la recherche
La Chaire implique un grand nombre de personnels de l’ENSTA Bretagne dans le projet « self-heating ». Afin de renforcer l’équipe, l’ENSTA Bretagne a lancé une vague de recrutements pour travailler sur le sujet : 8 doctorants et 4 post-doctorants ont rejoint le laboratoire IRDL.
L’un des principaux objectifs de l’ENSTA Bretagne est de former des jeunes docteurs et des chercheurs post-doctorants avec une dimension de transfert de résultats vers les industriels.
Au total, une trentaine de personnes est mobilisée sur ce projet à l’ENSTA Bretagne (enseignants-chercheurs, doctorants et post-doctorants confondus).
Actualité : une nouvelle machine acquise pour mener les recherches et atteindre le domaine de fatigue à très grands nombres de cycles
L’ENSTA Bretagne a acquis début novembre, une machine de fatigue gigacyclique très haute fréquence (20kHz). A titre d’exemple cette machine permet de réaliser 10E10 cycles en 14h d’essai. Il s’agit d’un moyen d’essai rare acquis dans le cadre des investissements prévus dans la Chaire industrielle ANR « self-heating ».
La machine MEG-20TT est une machine de fabrication française. Elle permet de solliciter les éprouvettes sous des chargements cycliques purement alternés (R=-1) ou avec une charge moyenne de traction (0<R<1). Le principe de la machine est basé sur la technologie d’excitation par ondes ultrasons et embarque une électronique de contrôle commande et de mesure très haute fréquence de toute nouvelle génération.
Deux thèses de la chaire « Self-Heating » sont dédiées à l’étude de la fatigue des matériaux métalliques dans le domaine gigacyclique : à température ambiante et à très hautes températures. L’enjeu scientifique étant d’établir un lien entre la réponse thermique des matériaux soumis à des chargements cycliques et leur durée de vie dans ce domaine de fatigue. Cette machine répondra aux besoins en expérimentation des deux projets et permettra de développer la thématique de la fatigue gigacyclique au laboratoire.
contact
Sylvain Calloch
Enseignant-chercheur
Titulaire de la chaire ANR "Self Heating"
Institut de recherche Dupuy de Lôme (IRDL, UMR CNRS 6027)
+33 (0)2 98 34 87 23
