Stage - développement d'un simulateur tip-timing pour l'analyse vibratoire des aubes de turbomachine f-h

Job Description

La technique dite Blade Tip Timing (BTT), ou tip-timing, permet la mesure non intrusive des vibrations des aubes dans les turbomachines, en détectant les temps de passage (Time Of Arrival, ToA) des extrémités des aubes devant des capteurs (optiques, capacitifs…) fixes [1]. Ces méthodes sont particulièrement intéressantes pour l'estimation de la vibration des aubes, la détection de fissures, l'analyse du désaccordage, la fatigue en régime cyclique, etc…
Malgré son avantage, la mesure tip-timing présente des sources d'incertitudes non maitrisées la rendant peu fiable pour certifier à elle seule des aubes. Les sources d'incertitudes proviennent :
•de la chaine d'acquisition de la mesure incluant le capteur (position, bruit, erreurs de synchronisation) et l'extraction des temps de passage
•des méthodes d'analyse de la mesure qui émettent des hypothèses de constance de la vitesse de rotation des aubes.
La maitrise de l'impact de ces sources d'incertitudes sur la mesure tip-timing et l'évaluation des méthodes de dépouillement requiert d'une part de nombreux essais avec des conditions de fonctionnement contrôlées et d'autre part un accès à la vraie vibration des aubes.
Une telle capacité de maitrise n'étant pas réaliste avec des essais réels, il est nécessaire de concevoir un simulateur de la mesure tip-timing afin de caractériser l'impact des sources d'incertitudes sur la chaine de traitement des données tip-timing d'une part et d'autre part d'évaluer la performance de méthodes d'analyse de ces données.
L'objectif principal de ce stage est de développer un simulateur numérique complet et réaliste, capable de générer des temps de passage des aubes prenant en compte les caractéristiques géométriques et dynamiques de la roue aubagée, les incertitudes de capteur, les variations de vitesse, et permettant de tester/ évaluer différentes méthodes d'analyse de données (réduction de bruit, estimation de fréquence, identification de modes, etc…).
Le stagiaire travaillera sur les axes suivants :
•Etude bibliographique approfondie sur les simulateurs tip-timing existants [2,3];
•Modélisation dynamique des aubes par modèle à 1 ddl (effets de la vitesse de rotation, couplage des aubages…) ;
•Développement du modèle cinématique et génération des signaux tip-timing en tenant compte des incertitudes (bruit de capteur, variation de vitesse, erreurs sur la position de capteurs, erreurs de synchronisation, fluctuations aléatoires / variations de régime) [4];
•Développement des outils d'analyse et de validation des méthodes.
Le simulateur sera recalé sur les données réelles de vibration d'aubes de moteur en jouant sur les paramètres dudit simulateur.
Le stagiaire développera le simulateur, selon son appétence, en Matlab ou en Python.
A la fin du stage, le candidat aura de solides connaissances en mécanique vibratoire des turbomachines et en traitement du signal.
Ce stage débouchera sur une thèse CIFRE en cours de montage.

Job Requirements

Etudiant Bac+5 Mécanique vibratoire - Traitement du signal.
Capacité en programmation Python (librairies scientifiques) / Matlab
Anglais technique

But what else? (advantages, specific features, etc.)

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Company Information

Safran is an international high-technology group, operating in the aviation (propulsion, equipment and interiors), defense and space markets. Its core purpose is to contribute to a safer, more sustainable world, where air transport is more environmentally friendly, comfortable and accessible. Safran has a global presence, with 100,000 employees and sales of 27.3 billion euros in 2024, and holds, alone or in partnership, world or regional leadership positions in its core markets.
Safran is in the 2nd place in the aerospace and defense industry in TIME magazine's "World's best companies 2024" ranking.

Safran Aircraft Engines designs, produces and sells, alone or in partnership, commercial and military aircraft engines offering world-class performance, reliability and environmental compliance. Through CFM International*, Safran Aircraft Engines is the world's leading supplier of engines for single-aisle mainline commercial jets.
* CFM International is a 50/50 joint venture between Safran Aircraft Engines and GE Aerospace

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