Contrôle in-situ du procédé d’impression 3D et de l’endommagement de polymères thermoplastiques

Bien que fortement développés ces dernières années, les procédés de Fabrication Additive (FA) par dépôt de polymère fondu (ou impression 3D) doivent encore être perfectionnés de par la compréhension fine des phénomènes physiques se produisant dans le procédé ; ces phénomènes ayant un impact direct sur la forme, l’intégrité et les performances mécaniques des pièces. On se propose dans ce sujet de stage M2 d’étudier la
faisabilité d’intégration de capteurs en fibre optique à réseaux de Bragg (FBG) et/ou piézoélectriques (PZT) aux pièces thermoplastiques lors de leur fabrication par une plateforme FA grandes dimensions développée spécifiquement dans notre laboratoire nommée Lascala : Large SCALe plAstics & composites 3D printing.

L’objectif de cette intégration (smartisation) est triple :
– contrôle en ligne (in-line control) du procédé (mesure de la température des joncs déposés, mesure des
déformations locales, calcul des contraintes résiduelles, etc.),
– correction en ligne d’éventuels défauts à partir de ces mesures,
– monitoring de l’état de santé de la pièce en service (Structural Health Monitoring – SHM).

Etudier la faisabilité d’intégration des capteurs FBG et PZT aux pièces thermoplastiques fabriquées. Il s’agit de mettre au point un protocole expérimental et une chaine d’acquisition permettant l’intégration et l’interrogation des capteurs. Cette intégration ne doit pas dégrader significativement les caractéristiques des pièces (microscopie et essais mécaniques sur pièces sans et avec capteurs).

Etudier la fonctionnalité « contrôle in-situ » du procédé de fabrication. Il s’agit, dans un premier temps, de calibrer les capteurs pour relever des mesures précises de température et de déformation et, dans un second temps, de corréler ces mesures aux phénomènes physiques mis en jeu (solidification/cristallisation du polymère, contraintes résiduelles).

Etudier la fonctionnalité «SHM» qui consiste à déterminer la sensibilité des capteurs intégrés aux déformations et endommagements subis par des éprouvettes sous des sollicitations mécaniques.

Le stage s’adresse à un(e) élève ingénieur(e) ou à un étudiant(e) en Master 2 possédant de bonnes bases en sciences des matériaux, en capteurs et en mesures physiques.

Ce stage sera réalisé à IMT Nord Europe (site de Douai) au Centre d’Enseignement de Recherche et d’Innovation « Matériaux & Procédés » (CERI MP).

La durée du stage est de 5 mois à réaliser dans la période février-septembre 2021.
Le montant de la gratification est d’environ 600€/mois (i.e. 3,90 €/h sur une base de 22 jours ouvrés/mois).

Les candidats intéressés sont priés d’adresser CV et lettre de motivation à :
Dr. Sébastien CHARLON – Tél. 03 27 71 21 96 –  sebastien.charlon@imt-lille-douai.fr
Dr. André AKUE ASSEKO – Tél. 03 27 71 21 75 – andre.akue.asseko@imt-lille-douai.fr