Thèse – Optimisation topologique multi-échelles et multiphysique de structures méso-architecturées F/H

Objectifs

L’intérêt pour la fabrication additive chez les équipementiers du secteur nucléaire est grandissant en vue de la production de composants aux performances améliorées avec un coût et un temps de mise sur le marché réduits. Ces technologies de fabrication en rupture étendent largement l’espace des possibilités de conceptions innovantes et performantes de composants mécaniques. Pour cela, l’optimisation topologique est une méthode mathématique d’intérêt car elle permet de trouver la répartition optimale de matière dans un volume donné, soumis à des contraintes spécifiques, pour un objectif physique visé (maximisation de la raideur mécanique d’une structure, minimisation de la perte de charge hydraulique…). Elle est classiquement mise en œuvre au moyen de la méthode des éléments finis. Elle n’est soumise à aucun autre a priori de conception et permet de s’affranchir des techniques standard de conception, incrémentales et itératives. Le cadre de cette thèse concerne la conception de composants résidant dans un cœur de réacteur nucléaire nécessitant une approche multi-physiques, a minima fluide-structure. L’objectif de la thèse est de développer une méthode innovante d’optimisation topologique permettant de coupler différents solveurs physiques. Cette méthode sera déclinée en un démonstrateur qui servira de preuve de concept sur des cas académiques et industriels. Ce démonstrateur permettra de proposer non seulement des conceptions potentiellement plus performantes que celles existantes mais aussi de délimiter les frontières des domaines de conception physiquement atteignables ou non. Ce travail de thèse sera réalisé avec le laboratoire LaMCoS de l’INSA de Lyon.

Plan de travail

Pour remplir ces objectifs, il sera nécessaire :

– D’effectuer un état de l’art et de prendre en main des outils / concepts préalablement développés par Framatome et/ou le LaMCoS sur les techniques d’optimisation topologique multi-échelles et multi-physiques appliquées à la mécanique des structures et des fluides

– D’adapter les outils / concepts / modèles à la problématique de la thèse, aux lois de comportement des matériaux d’étude (316L, 718) et aux enjeux que soulève la fabrication additive.

– De mettre en œuvre la méthodologie sur le cas d’étude Framatome et de lever de potentiels verrous associés à des composants complexes.

– D’enrichir l’approche et étude de l’étendue des conceptions possibles suivant un niveau de performance attendu.

– De synthétiser et documenter l’ensemble des codes développés et d’en faire des livrables pouvant être utilisables par Framatome.

– De faire preuve d’esprit de synthèse pour communiquer sur ses résultats en français et en anglais à l’échelle de l’entreprise, de l’école doctorale (manuscrit de thèse) et lors de communications internationales.

Etudiant(e) en dernière année de master ou d’école d’ingénieur avec une dominante en mécanique numérique et avec un intérêt fort pour le comportement des solides et des fluides.

L’utilisation d’outils informatiques de bureautique standard est requise (Microsoft Office, Excel…) tout comme des compétences avancées en programmation (idéalement déjà utilisateur du langage Python). La pratique des éléments et/ou volumes finis (la connaissance de Cast3M et STAR-CCM+ serait un plus) est requise et une première expérience (stage, projet d’étude…) en analyses de structure en mécanique des solides et/ou des fluides serait un avantage certain.

Il est attendu du candidat de l’autonomie, de la rigueur scientifique et un intérêt pour l’organisation de projets (livrable, traçabilité résultats, présentation au comité de suivi, compte rendu réunion).

Le dossier du candidat retenu sera déposé pour le projet de thèse auprès de l’ANRT (Association Nationale de la Recherche et de la Technologie) et, suite à l’acceptation de ce dernier, le candidat sera embauché par Framatome en CDD (thèse CIFRE) pour une durée de 36 mois. Le poste sera basé au laboratoire LaMCoS de l’INSA de Lyon avec des déplacements au sein de Framatome Lyon pour le suivi de son travail et les obligations propres à son unité de rattachement. Des déplacements ponctuels dans d’autre unités de Framatome peuvent seront également prévus.

Spécialité : TAD - Conception mécanique

Niveau d’études min requis Bac+5

Lieu : France, Auvergne-Rhône-Alpes, Rhône (69), Lyon

Déplacements : Occasionnels

Niveau d’emploi : Ingénieur & Cadre

Poste soumis à enquête administrative : Oui

Poste soumis à autorisation au titre du contrôle des exportations : Oui

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