Revêtements anti-oxydation haute température élaborés par un procédé hybride : texturation laser ultra-bref et dépôt sol-gel

Offre de Thèse

Contexte

Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet de recherche partenariale au sein du laboratoire d’Excellence : Labex MANUTECH-SISE (https://manutech-sise.universitelyon.fr/). Ce projet regroupe en son sein, les partenaires industriels que sont la société SAFRAN et le GIE MANUTECH-USD et les partenaires académiques suivants : Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes (UMR-CNRS- 5513) et le Laboratoire des Multimatériaux et Interface (UMR-CNRS-5615).

L’employeur

Le(a) doctorant(e) sera salarié(e) de l’Université de Lyon et son activité de recherche s’exercera au sein du Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes (UMRCNRS-5513) de l’Ecole Centrale de Lyon qui compte environ 350 personnes, dans l’équipe Tribologie-Physico-Chimie et Dynamique des Interfaces et le Groupe Surface-FrictionVibration ainsi qu’au Laboratoire des Multimatériaux et Interface (UMR-CNRS-5615) de l’Université Lyon I, dans l’équipe Chimie Inorganique Moléculaire et Précurseurs (CIMP). Le LMI est riche d’environ 40 collaborateurs. Il/elle intégrera une équipe de chercheurs qui travaillent depuis plus de 10 ans sur les revêtements oxydes préparés par voie sol-gel, et nonoxydes élaborés par pyrolyse de polymères précéramiques et leur applications ([1] N. Le Bail et al. « Scratch resistant sol-gel coatings on pristine polycarbonate », New Journal of Chemistry, 39 (2015) 8302-8310, [2] S. Yuan et al. « Novel chemical process for preparing hBN solid lubricant coatings on titanium-based substrates for high temperature tribological applications » Surface and coating Technology, 272 (2015) 366-372, …)

http://ltds.ec-lyon.fr/spip/ et https://lmi.cnrs.fr/

Sujet de thèse

Les alliages de titane sont largement utilisés notamment dans l’industrie aéronautique. L’augmentation des températures de fonctionnement des turboréacteurs qui permet d’augmenter leurs performances et donc de diminuer significativement la consommation de carburants et les émissions de CO2 , implique de nouveaux enjeux majeurs. L’un d’entre eux consiste à augmenter les températures limites de fonctionnement de ces alliages, à des températures supérieures à 500°C ainsi que leur durée de vie. Pour ce faire, il est incontournable de réduire l’oxydation à chaud de ces alliages, qui, à ces températures, se fragilisent par la présence d’oxygène en solution dans la structure du titane. Les revêtements protecteurs de type oxyde (à base des éléments Si, Zr, Al, Ti…) et/ou non-oxyde (nitrure, carbure) sont des réponses à ce verrou technologique.

L’objectif de ce projet de thèse est de concevoir et développer de nouveaux systèmes sol-gel qui après enduction et traitement thermique permettront de disposer de revêtements capables de limiter la détérioration des alliages de titane dans leur utilisation haute température en atmosphère oxydante. La possibilité de coupler le dépôt sol-gel avec de la texturation laser ultrabrève du substrat sera également envisagée. Conjointement à cet objectif fonctionnel, une attention particulière sera portée aux points suivants: amélioration des propriétés mécaniques et tribologiques des pièces revêtues, bonne adhérence et stabilité de l’interface revêtement/substrat, modification chimique induit par traitement laser.

Dans le cadre de ces recherches, le(a) doctorant(e) sera amené(e) à mettre en œuvre les techniques d’élaboration des revêtements par voie sol-gel, de caractériser les solutions de précurseurs (RMN, IR) et les revêtements tant d’un point de vue physico-chimique (FTIR, EDS, XPS, goniométrie), structural (DRX, MEB, …) que par rapport à leurs propriétés, de tenue à l’oxydation (ATD-ATG, …) et mécanique (indentation, scratch-test, érosion, …). Il/elle sera aussi amené(e) à suivre des expérimentations particulières (traitement laser, …). Le(a) doctorant(e) sera inscrit(e) à l’Ecole Doctorale Matériaux de Lyon (ED 34). Il/elle devra suivre durant les trois ans de thèse des formations scientifiques et transverses parmi le spectre très large de l’offre de formation proposée aux doctorants sur le site de Lyon. Si le(a) doctorant(e) le souhaite, il/elle pourra s’initier à l’enseignement et assurer des vacations, plus particulièrement en TP, soit à l’Université de Lyon, soit à l’Ecole Centrale de Lyon.

Mobilité Géographique

Le(a) doctorant(e) aura quelques déplacements à assurer sur le site de Manutech-USD à Saint Etienne et celui de Safran en région parisienne et surtout entre le campus de la Doua (Villeurbanne) et celui d’Ecully. Quelques déplacements occasionnels sont à envisager (congrès, séminaires dans le cadre du projet environ 2-3 fois/an).

Prise de fonction

Septembre/octobre 2021 en fonction du processus de recrutement et des démarches administratives associées. Le profil du candidat(e) doit être compatible au travail en ZRR.

Profil recherché

Le(a) candidat(e) recherché(e) sera titulaire d’un Master et/ou d’un diplôme d’ingénieur en Chimie ou Matériaux. Il/elle devra posséder de bonnes connaissances dans plusieurs des domaines suivants : Traitement de surface / Procédé Sol-Gel / matériaux / synthèse / caractérisations physico-chimiques / caractérisations mécaniques / corrosion à chaud.

Rigoureux(se) et doté(e) d’excellentes capacités d’analyse, le(a) candidate sera motivé(e) par la recherche, les sciences expérimentales, et désireux(se) de s’investir dans un projet innovant et à grand potentiel applicatif. Particulièrement curieu(x/se) dans le domaine scientifique, il/elle saura faire preuve d’initiative et d’autonomie et devra être capable d’utiliser au mieux les nombreuses compétences mises à sa disposition. Pour ce travail, il/elle devra montrer un grand dynamisme et des aptitudes en communication externes/internes, ainsi que dans la rédaction scientifique.

Rémunération :

36 mois , ~ 1450€ net/mois + vacations

Contacts :

Un CV, un relevé de notes de M2 et une lettre de motivation sont à envoyer à l’adresse courriel

S. BENAYOUN Tel : 04 72 18 64 37

B. TOURY Tel : 04 72 43 36 12

S SENANI Tel : 01 61 31 82 29

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