Thèse cifre - dialogue numérique-expérimental pour explorer le départ de matière du contact pneu-chaussée (f/h)

Thèse CIFRE - Dialogue numérique-expérimental pour explorer le départ de matière du contact pneu-chaussée (F/H)

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Contexte :

Dans un contexte industriel en constante évolution, MICHELIN – acteur majeur du secteur de la mobilité – s'engage résolument dans une démarche d’innovation pour concevoir les produits de la mobilité de demain. Ces développements visent à améliorer les performances globales de nos pneumatiques (durabilité, sécurité, confort, consommation énergétique), tout en répondant à des exigences croissantes en matière de développement durable.

L'un des enjeux actuels les plus importants concerne la réduction de l'empreinte environnementale des pneumatiques tout au long de leur cycle de vie. Au-delà des aspects liés à leur fabrication et à leur recyclabilité, une problématique importante concerne l’émission de particules au cours de leur utilisation. En particulier, les phénomènes de départ de matière au contact pneu/chaussée (aussi appelés "usure") sont aujourd’hui identifiés comme une source significative de libération de particules.

Comprendre, modéliser et à terme maîtriser ces mécanismes d'usure représente un véritable levier d’innovation, permettant de concevoir des pneumatiques à la fois plus performants et plus respectueux de l’environnement.

Dans ce cadre, nous lançons une thèse CIFRE, en collaboration avec le LAMCOS (Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures) de l’INSA Lyon, reconnu pour son expertise en mécanique des contacts, tribologie et modélisation multiphysique. L’objectif principal de ce travail est d’étudier les mécanismes à l’origine du départ de matière lors du contact entre le pneu et la chaussée, en s’appuyant sur une approche combinée ; à la fois expérimentale et numérique.

Objectifs scientifiques et techniques :

1. Valider expérimentalement les simulations numériques de pénétration/diffusion de particules minérales dans la gomme via la mise en place d’expériences de cisaillement.

2. Caractériser les conditions locales de contact (pressions, températures, vitesses de glissement) entre le pneumatique et différents types de chaussées.

3. Développer une modélisation numérique d’ouverture du contact pneu/chaussée, afin de simuler les conditions conduisant à l’éjection de particules

4. Étudier l’influence des paramètres matériaux et des conditions d’usage sur la quantité et la nature des particules générées, ainsi que les critères de détachement.

5. S’appuyer sur des essais expérimentaux dédiés (caractérisations mécaniques & tribologiques, analyses physico-chimiques et microscopies), pour observer et quantifier ces phénomènes de perte de matière.

L’ensemble des moyens, expérimentaux et numériques, sont d’ores et déjà disponibles et devront faire l’objet de nouveaux développements, spécifiques à l’étude des départs de matière.

Compétences :

Le (la) candidat(e) devra être titulaire d’un diplôme Master ou équivalent dans le domaine des matériaux et/ou de la mécanique.

Nous recherchons une personne autonome, rigoureuse et motivée, capable de s’intégrer dans un environnement collaboratif. Un bon relationnel est attendu pour assurer l’interface entre les équipes de recherche académique et industrielle. Plusieurs compétences seront utiles pour mener à bien ce projet :

6. Solide formation en mécanique des solides et des contacts : une bonne compréhension des phénomènes de frottement, d’usure et de comportement des matériaux sous sollicitations mécaniques est indispensable.

7. Connaissances des outils de modélisation par éléments finis (FEM) : une expérience avec des logiciels comme Abaqus, Ansys, COMSOL ou équivalent est un atout pour mener les simulations nécessaires à la thèse.

8. Expérience en expérimentation mécanique : le projet nécessitera la mise en œuvre de dispositifs expérimentaux, l’instrumentation et l’analyse de résultats issus de tests de contact.

9. Connaissance des techniques de caractérisation des surfaces : utilisation de microscopes, profilomètres ou autres outils pour observer et mesurer l’état d’usure

10. Maîtrise des outils de calcul et de traitement de données : connaissance de langages comme Python ou Matlab pour l’analyse, le traitement des résultats et les simulations numériques.

11. Capacité d’analyse critique des résultats expérimentaux et numériques : aptitude à croiser différentes sources de données et à formuler des interprétations pertinentes.

Le (la) candidat(e) présentera une affinité avec le monde industriel. Un bon niveau d’anglais (écrit et oral) est demandé. Le(la) doctorant(e) sera amené(e) à découvrir la recherche dans le milieu industriel, à publier ses travaux de recherche dans des journaux de référence, à présenter ses résultats dans des congrès internationaux.

Informations complémentaires :

Le candidat sera basé au LAMCOS (Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures) de l’INSA Lyon situé à Villeurbanne, et sera amené à travailler sur des périodes de plusieurs semaines par an, au Centre d'Etude et Recherche de Michelin à Ladoux, près de Clermont-Ferrand.

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