Développement d'une méthode de calcul simplifié sur composant en mécanique non-linéaire F-H

Dans le domaine du développement des moteurs d'avion, la maîtrise du comportement mécanique des composants est un enjeu majeur pour garantir performance, sécurité et compétitivité. Les structures sollicitées, soumises à des conditions de sollicitation de plus en plus sévères, nécessitent des modèles de calcul fiables reposant traditionnellement sur la méthode des éléments finis pour prédire avec précision leur tenue en service. Cependant, lorsque les matériaux présentent des lois de comportement non linéaires, par exemple de type élastoplastique, les temps de calcul peuvent devenir très importants, limitant l'exploration rapide de différents scénarios de conception. Dans les phases amont de développement, il est ainsi crucial de disposer d'outils rapides permettant d'itérer efficacement sur les géométries et les hypothèses de chargement. Différentes méthodes ont été développées afin de réaliser localement une correction plastique en post-traitement d'une analyse élastique.

Les travaux sont prévus au sein de la Direction Technique de Safran Aircraft Engines, dans le département Durabilité en charge notamment du développement et de la validation de nouvelles méthodologies de calculs de durée de vie. L'objectif de l'apprentissage est d'étudier et de proposer une méthode numérique simplifiée permettant d'approximer le comportement mécanique d'une pièce tout en réduisant significativement les temps de calcul par rapport à la simulation éléments finis standard. Cette approche devra trouver un compromis adapté entre rapidité, robustesse et niveau de précision nécessaire pour guider les ingénieurs dans les choix de conception préliminaires. Les travaux prévus consistent ainsi à réaliser une mise en œuvre de plusieurs de ces méthodologies dans le cadre d'une approche en amorçage et/ou propagation de fissure afin de d'en réaliser une comparaison. Les travaux identifiés sont les suivants :

• Consolider les besoins auprès des bureaux d'études et spécification du besoin industriel à couvrir ;
• Mener une analyse bibliographique de l'état de l'art académique et industriel sur les méthodes d'estimation rapide de la plasticité ;
• Constituer une base d'évaluation représentative des applications industrielles visées intégrant les différents paramètres (multiaxialité du chargement, type de loi de comportement non-linéaire, comportement de la structure en contrainte ou déformation plane, étendue et forme de la zone plastique…) que l'on souhaite étudier dans le cadre de l'analyse comparative ;
• Si nécessaire, étendre les méthodes retenues aux cas de chargements cycliques ;
• Réaliser l'implémentation numérique des approches au sein d'un outil prototype ;
• Evaluer de manière comparative les différentes méthodologies et définir un périmètre applicatif.

Des interactions et itérations seront nécessaires avec différents secteurs métier (méthodes et outils de conception, bureaux d'études, mécanique des matériaux) pour réaliser ces études.

Vous préparez un diplôme de niveau Bac+5 de type école d'ingénieur généraliste ou mécanique et êtes en 2ème ou 3ème année. Cet apprentissage nécessite des connaissances théoriques en mécanique des structures et des matériaux et en méthodes numériques de calcul ainsi qu'idéalement des notions sur la fatigue. De bonnes connaissances en pratique du langage de programmation (par exemple Python) seraient un plus tout comme la connaissance des calculs par éléments finis et leur mise en œuvre dans un code de calculs. L'apprenti devra faire preuve d'initiatives, de curiosité, de capacités d'analyse et de synthèse, d'autonomie ainsi que d'un bon relationnel.

But what else? (advantages, specific features, etc.)

Safran is an international high-technology group, operating in the aviation (propulsion, equipment and interiors), defense and space markets. Its core purpose is to contribute to a safer, more sustainable world, where air transport is more environmentally friendly, comfortable and accessible. Safran has a global presence, with 100,000 employees and sales of 27.3 billion euros in 2024, and holds, alone or in partnership, world or regional leadership positions in its core markets. Safran is in the 2nd place in the aerospace and defense industry in TIME magazine's "World's best companies 2024" ranking., Safran Aircraft Engines designs, produces and sells, alone or in partnership, commercial and military aircraft engines offering world-class performance, reliability and environmental compliance. Through CFM International*, Safran Aircraft Engines is the world's leading supplier of engines for single-aisle mainline commercial jets.