Contexte des travaux: L'enroulement de composites thermoplastiques permet de fabriquer des réservoirs légers particulièrement adaptés au secteur des transports. Néanmoins, un recyclage classique sans perte de propriétés de ces structures constituées de couteux rubans de fibres de carbone continues incluses dans une matrice polymère est un défi technique et économique majeur. Afin de conserver la valeur du matériau, le post -traitement doit préserver la continuité des fibres pour maximiser les propriétés mécaniques et maintenir les fibres enrobées dans la matrice pour faciliter leur réutilisation. L'objectif du projet est de permettre la circularité des structures bobinées en composite thermoplastique grâce à un design matériau innovant, au désassemblage par pelage et à la réutilisation par bobinage des rubans récupérés via une approche globale de conception pour la réutilisation. Deux stratégies de conception innovantes seront étudiées : (A) la fonctionnalisation axée sur les matériaux ; (B) la fonctionnalisation axée sur la structure. Des caractérisations mécaniques seront effectuées après la fabrication, le pelage et la réutilisation des rubans. Un outil de simulation multi-physique multi-échelle sera développé pour modéliser les mécanismes impliqués dans les différents procédés. Enfin, l'empreinte environnementale des stratégies étudiées sera déterminée.
Dans ce cadre, les travaux porteront sur la compréhension des phénomènes de désassemblage, puis de ressoudage/cicatrisation des interfaces entre rubans unidirectionnels. Avec notamment la réalisation et l'instrumentation d'un banc de mesure (thermique et pression de contact appliquée au travers d'un rouleau), puis une étude paramétrique de l'impact de la pression du rouleau sur la dépose et l'adhésion de 2 tapes UD carbone. Des essais .tomographiques pourront être effectués, afin de contribuer à l'amélioration de la compréhension des phénomènes.
Le travail combinera des développements expérimentaux significatifs, des campagnes expérimentales et des activités de modélisation et simulation numérique.
COMPÉTENCES ATTENDUES :
- Logiciel de traitement de d'image,
- segmentation,
- mesure de rugosité de surfaces,
- rhéologie des polymères chargés,
- microscopie optique,
- caractérisation thermique des polymères,
- CAO,
- instrumentation thermique,
- rédaction de rapport/publication,
- expression écrite en anglais.
PROFIL RECHERCHE :
Diplôme Bac +5 ou équivalent dans le domaine de la physique des matériaux.
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