Stage développement et premières caractérisations de composites à matrice vitrimère vers des matériaux h/f

Unité : Centre d'Enseignement, de Recherche et d'Innovation dédié aux Matériaux & Procédés (CERI MP)
Responsable hiérarchique : Pr. BENZERZOUR
Responsable fonctionnel : Dr. LEROY - Pr. LAGARDÈRE - Pr. SAMUEL
Nature de l'emploi : Offre de stage niveau M2
Lieu de travail : Centre de recherche sur le site Lahure de l'IMT Nord Europe, DOUAI
Contexte :
École sous tutelle du ministère de l'économie, des finances et de la souveraineté industrielle et numérique, IMT Nord Europe est née en 2017 de la fusion de Télécom Lille et de l'École des Mines de Douai. Elle compte aujourd'hui parmi les plus Grandes Écoles d'ingénieurs au Nord de Paris avec plus 2200 élèves, dont un quart d'apprentis, plus de 600 diplômés par an et un réseau de 15 000 diplômés. Elle fait partie de l'Institut Mines Télécom, premier groupe public de Grandes Écoles d'ingénieurs et de management de France, et est partenaire de l'université de Lille.
IMT Nord Europe a 3 missions principales : former des ingénieurs responsables aptes à résoudre les grandes problématiques du XXIème siècle ; mener des recherches débouchant sur des innovations à haute valeur ajoutée ; soutenir le développement des territoires notamment en facilitant l'innovation et les créations d'entreprises. Son objectif est de former les ingénieurs de demain, maîtrisant à la fois les technologies numériques et les savoir-faire industriels. Idéalement située au carrefour de l'Europe, à 1 heure de Paris, 30 minutes de Bruxelles et 1H30 de Londres, IMT Nord Europe a l'ambition de devenir un acteur majeur des grandes transformations industrielles, numériques et environnementales du XXIème siècle en combinant, tant dans ses enseignements et que dans sa recherche, les sciences de l'ingénieur et les technologies du digital.
Localisée sur 2 sites principaux d'enseignement et de recherche, à Lille et à Douai, IMT Nord Europe s'appuie sur plus de 20 000 m² de laboratoire pour développer un enseignement de haut niveau et une recherche d'excellence dans les trois domaines « Systèmes Numériques », « Energie Environnement » et « Matériaux et Procédés ».
Pour plus de détails, consulter le site internet de l'École : www.imt-nord-europe.fr
Contexte du stage :
Les matériaux composites occupent aujourd'hui une place essentielle dans de nombreux secteurs industriels - aéronautique, transport, énergie ou sport - grâce à leur excellent rapport résistance/poids et leur durabilité. Cependant, la plupart des composites actuels reposent sur des matrices thermodurcissables, dont les liaisons covalentes irréversibles rendent le recyclage extrêmement difficile. Cette contrainte représente un frein majeur à leur intégration dans une économie circulaire, alors même que les exigences environnementales et réglementaires s'intensifient.
Face à ce défi, une nouvelle génération de polymères est apparue : les vitrimères. Introduits au début des années 2010, ils constituent une classe innovante de matériaux capables de combiner les performances mécaniques des thermodurcissables et la reconfigurabilité des thermoplastiques. Leur particularité réside dans la présence de liaisons dynamiques qui peuvent se réorganiser sous l'effet d'un stimulus (généralement la chaleur ou un catalyseur), permettant ainsi la réparation, la recyclabilité et la mise en forme répétée du matériau sans perte significative de propriétés.
Le développement de composites à matrice vitrimère ouvre des perspectives prometteuses pour concevoir des matériaux structurels performants, durables et réutilisables. Néanmoins, leur mise en oeuvre soulève encore plusieurs verrous scientifiques et technologiques : compréhension du comportement thermomécanique de la matrice, identification des paramètres de mise en forme adaptés, maîtrise des conditions d'interface fibre/matrice, et évaluation de la réparabilité ou du potentiel de recyclage. Le stage proposé s'inscrit pleinement dans cette dynamique d'innovation. Il s'appuie sur les compétences du CERI Matériaux et Procédés (CERI MP) dans le développement de composites à faible impact environnemental et dans la mise au point de procédés d'élaboration associés. À l'interface des axes « Matériaux et procédés avancés » et « Économie circulaire & Eco matériaux », ce travail constitue une première étape structurante vers un futur projet de recherche ambitieux.
Objectif :
Ce stage s'inscrit dans une démarche de recherche et développement. L'objectif principal est de développer et caractériser des composites à matrice vitrimère, en explorant leurs propriétés et leur potentiel pour des applications recyclables et réparables.
Missions :
Les missions du ou de la stagiaire s'articuleront autour des axes suivants :
· Prise en main du contexte scientifique et technologique
· Caractérisation expérimentale (thermique, rhéologique, mécanique) d'une résine vitrimère
· Identification et expérimentation d'un procédé de mise en forme adapté (injection, compression)
· Fabrication et caractérisation mécanique de composites à matrice vitrimère
· Évaluation de la réparabilité et de la recyclabilité de ces composites
Les résultats attendus incluent la définition de conditions optimales de mise en oeuvre, la validation des performances mécaniques et la mise en évidence du potentiel des vitrimères pour des composites circulaires et durables.