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Fiche descriptive du sujet de thèse

Etude de l'endommagement à haute température de barrières thermiques en présence de vapeur d'eau à l'aide de la méthodologie LASDAM par choc laser Etude de l'endommagement à haute température de barrières thermiques en présence de vapeur d'eau à l'aide de la méthodologie LASDAM par choc laser

Etude de l'endommagement à haute température de barrières thermiques en présence de vapeur d'eau à l'aide de la méthodologie LASDAM par choc laser

High temperature damaging behavior of thermal barriers in water vapour environnement using the LASDAM methodology involving laser shock

Spécialité

Mécanique

Ecole doctorale

ISMME - Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique

Directeur de thèse

GUIPONT Vincent

Unité de recherche

Centre des Matériaux

Contact
Date de validité

26/09/2023

Site Webhttps://www.mat.minesparis.psl.eu/formation/doctorat/propositions-de-sujets-de-these/
Mots-clés

Barrière thermique, Endommagement, Adhérance choc laser, LASAT, LASDAM

Thermal barrier coatings, damage behavior, adherence, laser shock , LASAT, LASDAM

Résumé

Afin de réduire l'impact carbone des moteurs aéronautiques, le di-hydrogène (H2) peut être envisagé comme carburant, en remplacement du kérosène. Or la combustion du H2 introduisant un flux de vapeur d'eau intense (température et pression), il convient d'analyser la durabilité des systèmes barrières thermiques (TBC) en environnement de vapeur d'eau à très haute température (T≥1200 °C).

In order to reduce the carbon impact of aeronautical engines, di-hydrogen (H2) can be considered as a fuel, replacing paraffin. However, since the combustion of H2 introduces an intense flow of water vapour (temperature and pressure), the durability of thermal barrier systems (TBC) in a very high temperature water vapour environment (T≥1200 °C) must be analysed.

Contexte

Cette thèse est financée par le fond M.eranet et l'ANR, dans le cadre du projet TBC4H2. Ce projet réunit des acteurs majeurs des techniques de dépôt et de leur analyse, partenaires industriels et académiques en Pologne, Allemagne et France. Le•a doctorant•e sera amené•e à se rendre dans des laboratoires partenaires pour réaliser essais et expertises, en plus des réunions de projet.

This thesis is financed by the M.eranet fund and the ANR, in the framework of the TBC4H2 project. This project brings together major players in deposition techniques and their analysis, industrial and academic partners in Poland, Germany and France. The doctoral student will be required to visit partner laboratories to carry out tests and expertise, in addition to project meetings.

Encadrement

Directeur de thèse : Vincent GUIPONT - Centre des Matériaux
Co-directeur de thèse : Vincent MAUREL - Centre des Matériaux
Co-encadrant : Basile MARCHAND - Centre des Matériaux

Profil candidat

Ingénieur et/ou Master recherche - Bon niveau de culture générale et scientifique. Bon niveau de pratique du français et de l'anglais (niveau B2 ou équivalent minimum). Bonnes capacités d'analyse, de synthèse, d'innovation et de communication. Qualités d'adaptabilité et de créativité. Capacités pédagogiques. Motivation pour l'activité de recherche. Projet professionnel cohérent.

Pré-requis (compétences spécifiques pour cette thèse) :
Des connaissances en métallurgie et/ou en calcul aux éléments finis sont nécessaires pour la bonne réalisation du projet. Une formation adaptée à l'un ou l'autre des champs sera obligatoire dans les premiers mois de la thèse pour une mise à niveau nécessaire. Un gout pour la réalisation d'essais est un plus.



Pour postuler : Envoyer votre dossier à recrutement_these@mat.mines-paristech.fr comportant
• un curriculum vitae détaillé
• une copie de la carte d'identité ou passeport
• une lettre de motivation/projet personnel
• des relevés de notes L3, M1, M2
• 2 lettres de recommandation
• les noms et les coordonnées d'au moins deux personnes pouvant être contactées pour recommandation
• une attestation de niveau d'anglais

Engineer and / or Master of Science - Good level of general and scientific culture. Good level of knowledge of French (B2 level in french is required) and English. (B2 level in english is required) Good analytical, synthesis, innovation and communication skills. Qualities of adaptability and creativity. Teaching skills. Motivation for research activity. Coherent professional project.

Prerequisite (specific skills for this thesis):

Skills in metallergy and/or finite element analysis are needed for the project. Courses will be mandatory if one of the topic is not adressed by the applicant.


Applicants should supply the following :
• a detailed resume
• a copy of the identity card or passport
• a covering letter explaining the applicant's motivation for the position
• detailed exam results
• two references : the name and contact details of at least two people who could be contacted
• to provide an appreciation of the candidate
• Your notes of M1, M2
• level of English equivalent TOEIC

to be sent to recrutement_these@mat.mines-paristech.fr

Objectif

Cette thèse a pour objectif de caractériser la durabilité des TBC exposés à de telles conditions, en utilisant la technique LASDAM, Laser Shock for Damage Monitoring. La technique LASDAM consiste à introduire à l'aide d'un choc laser, un défaut calibré en taille et en position dans un système céramique/métal. Connaissant ce défaut, il est possible de suivre in situ (thermographie infrarouge et profilométrie) l'évolution de l'endommagement d'interface pour des TBC standard soumises à des sollicitations thermomécaniques. Les objectifs sont ici expérimentaux, appliquer le LASDAM pour des TBCs exposés à de fortes teneurs en vapeur d'eau, et numérique, compréhension de la transmission d'onde de choc dans des milieux hétérogènes. Cette tache de modélisation a pour objectif de mieux apprécier les conditions de choc laser dans des céramiques multifissurées obtenues par des procédés différents.

This thesis aims to characterise the durability of TBCs exposed to such conditions, using the LASDAM, Laser Shock for Damage Monitoring technique. The LASDAM technique consists of introducing a defect calibrated in size and position into a ceramic/metal system by means of a laser shock. Knowing this defect, it is possible to monitor in situ (infrared thermography and profilometry) the evolution of the interface damage for standard TBCs subjected to thermomechanical stresses. The objectives here are experimental, applying LASDAM to TBCs exposed to high water vapour contents, and numerical, understanding shock wave transmission in heterogeneous media. This modelling task aims to better appreciate the laser shock conditions in multi-cracked ceramics obtained by different processes.

Références

Déneux, Valentine, et al. 'Effect of water vapor on the spallation of thermal barrier coating systems during laboratory cyclic oxidation testing.' Oxidation of metals 73 (2010): 83-93.
Guipont, Vincent, et al. 'Buckling and interface strength analyses of thermal barrier coatings combining Laser Shock Adhesion Test to thermal cycling.' Surface and Coatings Technology 378 (2019): 124938.

Type financement

Contrat de recherche

Document PDF

https://www.adum.fr/script/downloadfile.pl?type=78&ID=46853

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Fiche descriptive du sujet de thèse - MINES ParisTech
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