Johan Merzouki soutient sa thèse sur le campus Arts et Métiers de Cluny

thèse de Johan Merzouki
19 juin
Campus Arts et Métiers de Cluny
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Johan Merzouki, doctorant au LaBoMaP, soutiendra sa thèse mardi 19 juin 2018 sur "l'étude des chargements thermomécaniques induits par le resserrement du trou en perçage du Ti6Al4V sous assistance cryogénique".

Membres du jury 

  • Nathalie TRANNOY-ORBAN, Professeur des Universités, UFR SEN, Université de Reims Champagne-Ardenne, rapporteure
  • Yann LANDON, Maître de Conférences, ICA, Université de Toulouse, rapporteur
  • Gilles DESSEIN, Professeur des Universités, LGP ENIT, Université de Toulouse, examinateur
  • Gérard POULACHON Professeur des Universités, LaBoMaP, Arts et Métiers, examinateur
  • Frédéric ROSSI, Maître de Conférences, LaBoMaP, Arts et Métiers, examinateur
  • Yessine AYED, Maître de Conférences, LAMPA, Arts et Métiers, examinateur
  • Guillaume ABRIVARD, Ingénieur-Docteur, Airbus, invité

Résumé

En raison des enjeux économiques et écologiques majeurs auxquels doivent faire face les acteurs de l’industrie aéronautique depuis plusieurs décennies, la part massique de composite dans la composition des avions n’a cessé d’augmenter : elle était d’environ 5% en 1972 pour l’Airbus A300 pour arriver à plus de 50% en 2013 pour l’Airbus A350. En effet, l’objectif étant de réduire toujours plus la masse des avions, les alliages d’aluminium qui les composaient en grande majorité (75% de la masse dans les années 70) ont été progressivement remplacés par d’autres matériaux aux caractéristiques mécaniques spécifiques jugées plus intéressantes et notamment par le CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) que l’on couple souvent aux alliages de titane parce qu’ils font preuve d’une meilleure compatibilité thermique et électrochimique que le couple CFRP/alliage d’aluminium.

En conséquence, de nombreux cas d’assemblage sont aujourd’hui des empilages hybrides CFRP/Ti6Al4V pour lesquels l’objectif est de pouvoir réaliser le perçage en une seule opération comme c’était le cas auparavant avec les assemblages métal/métal. Les études réalisées sur le perçage de ces empilages hybrides ont montré que les températures de coupe élevées de l’opération, majoritairement dues à l’usinage de la partie constituée de Ti6Al4V, étaient une cause majeure du non-respect des spécifications aéronautiques. C’est à partir de ces constatations que l’idée d’utiliser l’assistance cryogénique est née : refroidir la zone de coupe en injectant de l’azote liquide par le centre broche, en lieu et place des moyens de lubrification et de refroidissement plus classiques.

En effet, la chaleur latente que l’azote liquide absorbe lors de sa vaporisation en fait un excellent candidat pour refroidir efficacement la zone de coupe. Son utilisation est de plus une solution totalement écologique puisqu’elle permet d’éviter l’utilisation de fluides de coupe et permet ainsi d’éviter les opérations de lavage des pièces, d’essorage des copeaux et de recyclage des fluides tout en restant neutre pour l’opérateur et la planète.

Ainsi, ce projet de thèse s’articule autour de l’étude des effets de l’assistance cryogénique sur le perçage du Ti6Al4V et s’intéresse en particulier à son impact sur le phénomène de resserrement du trou. En effet, les chargements thermomécaniques induits par l’opération ainsi que les formes et dimensions finales des trous réalisés sont en réalité fortement liés à ce phénomène qui n’avait jusqu’ici été que très peu étudié. Par conséquent, cette thèse propose d’une part de mettre en évidence l’importance du resserrement du trou en perçage de Ti6Al4V et d’autre part de fournir des éléments d’analyse et de compréhension sur ce phénomène dans les conditions d’usinage à sec et avec assistance cryogénique.

Informations pratiques

Campus Arts et Métiers de Cluny - rue Porte de Paris - 71250 Cluny
Soutenance mardi 19 juin 2018 - 14h - Amphi 2

thèse Merzouki

 

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Ecole doctorale

Une structure dédiée à l’encadrement des doctorants

L’école doctorale 432 « Sciences des métiers de l’ingénieur » occupe une place de premier plan dans le dynamisme de la recherche. Associant depuis 2006 Arts et Métiers et l’école d’ingénieurs Mines ParisTech, elle intègre depuis 2015 six laboratoires du Cnam (Conservatoire national des arts et métiers).

Le rôle de l’école doctorale est essentiel. En premier lieu, elle prend en charge l’organisation et le suivi de la formation des doctorants, en lien avec les équipes de recherche qui les accueillent. La priorité est de s’assurer de la qualité du travail des doctorants et de l’encadrement des thèses. Elle a également pour mission de suivre le devenir des docteurs. 

L’école doctorale s’appuie sur 26 unités de recherche, dont 14 sont rattachées à Arts et Métiers. Quatre grands champs thématiques sont à l’honneur :

  • mécanique du solide et matériaux ;
  • mécanique des fluides et énergétique ;
  • conception et industrialisation ; 
  • mathématiques et systèmes.

Elle compte actuellement près de 500 doctorants des trois établissements, qui contribuent directement aux problématiques scientifiques et technologiques portées par les unités de recherche. Dans la plupart des cas, ils participent à des travaux de recherche partenariale, en lien avec des entreprises.

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Formation doctorale

Les études doctorales sont suivies après l’obtention d’un master ou d’un diplôme de niveau équivalent, ayant permis de valider l’aptitude à la recherche du candidat. Il faut trois ans pour devenir docteur ; trois années de recherche, couronnées par une thèse soutenue devant un jury de spécialistes qui autorisera la délivrance du grade de docteur. Celui-ci a donc un niveau bac+8, l’équivalent du PhD du monde anglo-saxon.

Où se préparer ?

L’école doctorale 432 « Sciences des métiers de l’ingénieur » prend en charge l’organisation et le suivi de la formation des doctorants. Elle s’assure en particulier de la qualité de leur travail et de l’encadrement des thèses. Le travail de recherche est mené sous la direction d’un professeur des universités, d’un directeur de recherche ou d’un enseignant-chercheur titulaire d’une habilitation à diriger des recherches (HDR).

La thèse apporte une première expérience professionnelle rémunérée via un contrat doctoral, un contrat de recherche ou un contrat industriel ou encore via une bourse doctorale.

Un programme complet

Les études doctorales forment à la recherche et à l’innovation. Les travaux se déroulent au sein d’un laboratoire d’Arts et Métiers, mais une partie d’entre eux peut s’effectuer au sein d’un organisme ou chez un industriel partenaire. Le doctorant est tenu d’assister à des séminaires de recherche et doit présenter des exposés dans les Journées des doctorants. Il doit également présenter ses travaux dans une conférence internationale et rédiger au moins un article dans une revue internationale.

À Arts et Métiers, outre l’activité de recherche quotidienne, 120 heures de cours d’ouverture sont obligatoires à choisir parmi les cours proposés (ou selon d’autres nombreuses formules destinées à favoriser leur ouverture ) : 60 heures de cours d’ouverture scientifique, c’est-à-dire en dehors de leur sujet de thèse et 60 heures de cours d’ouverture au monde de l’entreprise. Ces cours ont pour vocation de faciliter leur insertion professionnelle de haut niveau.

L'école doctorale organise chaque année :

  • deux journées d’accueil (les J1A) réunissant à Paris, les doctorants de 1ère année de tous les campus Arts et Métiers
  • deux journées (les J2A) réunissant à Paris tous les doctorants de l’ED SMI en 2ème année pour les sensibiliser à la nécessité de se préoccuper au plus tôt de leur poursuite professionnelle après la thèse.

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