CENTRALE LYON - Doctorant Lois d'excitation piézo-électrique de type flottement pour la dynamique des pales

Contexte de recherche _____________________________________________
Présentation de l’Ecole / du département / du laboratoire

Dans ce contexte la chaire industrielle DyVA cofinancée par l’ANR et le groupe SAFRAN, a pour objectif de répondre aux enjeux environnementaux concernant le secteur de l’aéronautique impliquant une réduction drastique de ses émissions de CO2 à moyen et long terme avec un objectif de bas carbone en 2035 et de neutralité à l’échéance de 2050. Ainsi sur des programmes technologiques comme le RISE, lancé par SAFRAN, il sera nécessaire d’être en capacité d’analyser avec précision les nouveaux points de fonctionnement obtenus et leurs impacts sur la dynamique du moteur et la durée de vie. En effet, ce projet adresse un grand nombre de technologies en rupture vis-à-vis des architectures conventionnelles telles qu’un open-fan, un open-OGV et une turbine et un booster rapides.

Le projet DyVA s’inscrit donc pleinement dans ce contexte et ambitionne d’élaborer les outils numériques avancés à même de répondre à l’enjeu de prédiction vibratoire des nouvelles motorisations aéronautiques. Les développements envisagés se concentreront sur la simulation et la modélisation du comportement dynamique non-linéaire et des incertitudes afin d’offrir une connaissance approfondie de la dynamique sous-jacente du système et d’en maîtriser la physique, la simulation et l’ensemble des différents points de fonctionnement possibles. Ces résultats seront mis en corrélation avec des essais expérimentaux fournissant ainsi des mesures souvent peu présentes dans la littérature bien qu’indispensables pour une bonne compréhension de la physique.

Présentation de la ou les thématiques :

Valider des prédictions de réponses dynamiques par des essais implique que les chargements appliqués soient bien maîtrisés. Les essais sous flux d’air nécessitent des investissements importants, typiquement dans des souffleries, et peuvent inclure des séquences potentiellement destructives, avec du flutter par exemple. Dans DyVA, de nombreux essais seront faits sous vide, pour se concentrer sur les aspects structurels : une approche innovante consistera à remplacer les charges aérodynamiques par des chargements piézo-électriques, de manière à mimer le flottement, les sillages, l’ingestion de vortex ou le vent de travers. Ainsi, un moyen d’excitation économique, versatile et sûr sera disponible. De telles stratégies d’excitation existent pour générer des vibrations forcées de structures à symétrie cyclique à l’arrêt [1]. Concernant les conditions d’essais instables, divergentes, très peu d’essais ont été faits, et sur des structures simples et hors rotation [2]. Cette thèse vise à aller plus loin dans le réalisme des excitations, en particulier sous conditions instables, l’accent étant mis sur la modélisation du flutter.

Description de la ou les missions / les activités

L'objectif de ce projet est de proposer une solution innovante afin d’analyser la dynamique non-linéaire des roues aubagées sous-vide à l’aide d’un chargement représentatif de la réalité. Ainsi l’’interaction fluide-structure sera simulée par une loi de comportement couplant les patches piézoélectriques et la structure. Il s’agira de proposer une solution d’excitation hardware-friendly pour tester la réponse forcée vibratoire de structures industrielles dans d’autres workpackages de la chaire DyVA. En effet, le bénéfice de la stratégie proposée ici sera d’autant plus grand lors d’essais de dispositifs d’amortissement nécessitant une centrifugation pour fonctionner (liaisons par pied de sapin, anneaux de friction, amortisseurs sous plateforme), pour certains déjà étudiés expérimentalement au LTDS.

Une activité numérique multi-physique est requise, basée sur une loi de contrôle qui mime, via l’excitation piézo-électrique, des chargements aéro typiques du flutter. La procédure exploitera des lois simplifiées au niveau aérodynamique, utilisant des termes de couplages inter-aubes, ainsi que des approches par machine learning basées sur des données CFD et vibratoires, incluant les aspects de pilotage et de contrôle. Les lois d’excitation seront construites selon une stratégie “hardware-in-the-loop”, réglées pour atteindre le niveau de fidélité désiré. 

Profil recherché / Compétences attendues________________________________

Diplômes : Ingénieur ou master en sciences

Expérience : : 0-3 ans

Connaissances requises Connaissances en dynamique vibratoires, mathématiques appliquées

Compétences opérationnelles Matlab, Simulink, Python, Latex est un plus

Compétences comportementales anglais/français, travail d’équipe, communication, autonomie

Contexte de travail / Environnement de travail_______________________________

Le doctorant travaillera dans les locaux de l’Ecole Centrale de Lyon. Il intégrera l’équipe DySCo

Processus de recrutement_______________________________

Le processus de recrutement se déroule en deux étapes, supervisé par une commission de recrutement, en conformité avec la politique OTMR de Centrale Lyon.

·         Étude du dossier écrit : CV + lettre de motivation et autres documents requis

·         Entretien de sélection : en présentiel ou en visioconférence

Calendrier du recrutement :  06/2025 – 11/2025

Critères de sélection : Motivation, connaissances dans le domaine