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SUJET POURVU - Développement d'un nouveau revêtement projeté thermiquement pour application tribologique sur moteur automobile

SUJET POURVU - Développement d'un nouveau revêtement projeté thermiquement pour application tribologique sur moteur automobile

Development of a high performance thermally-sprayed wear-resistant coating for automotive engine application

Proposition de thèse

Spécialité

Sciences et génie des matériaux

Ecole doctorale

SMI - Sciences des Métiers de l'Ingénieur

Directeur de thèse

JEANDIN Michel

Co-directeur de thèse

DELLORO Francesco

Unité de recherche

Centre des Matériaux

ContactMichel JEANDIN
Date de validité

01/10/2018

Site Webhttp://www.mat.mines-paristech.fr/Recrutements/Theses/
Mots-clés

Projection thermique, projection à froid, tribologie, moteur, automobile

Thermal spray, cold spray, wear resistance, automotive, engine

Résumé

Pour ce qui est de son application industrielle, l'objectif de la thèse est la réalisation d'un revêtement à propriétés tribologiques améliorées par rapport à ceux utilisés actuellement sur certaines pièces de moteur automobile. Pour cela le recours à la projection thermique est envisagé car la souplesse du procédé permet l'exploration d'une large gamme de matériaux, des polymères aux céramiques en passant par les métaux et employés, éventuellement, en mélange(s) pour bénéficier de l'effet composite et/ou gradient.
Le travail de thèse porte fondamentalement sur la définition des matériaux susceptibles de répondre au cahier des charges tribologique tout en se prêtant à la projection thermique, sachant que cette dernière présente une large variété de procédés : projection à froid (« cold spray ») et projection à chaud (plasma, flamme, arc, …).
Pour cela, les principaux points abordés sont les suivants :
• Détermination de la composition et des caractéristiques des poudres de projection
• Exploration de différentes voies de réalisation par projection thermique
• Etude des microstructures et des propriétés des dépôts, principalement tribologiques et d'adhérence : la référence étant le matériau classique actuellement utilisé
• Essais d'usure-frottement sur sélection d'éprouvettes revêtues par projection(s) : sur tribomètres classique et instrumenté
• Simulation numérique de la projection et du comportement mécanique/tribologique

Regarding the industrial application, the objective of this thesis work is the development of a high performance wear-resistant coating for automotive engine parts to go beyond current solutions. For this purpose, thermal spray is considered due to high flexibility to explore a large range of material candidates: i.e. from polymers to ceramics through metals, possibly in mixings to promote composite and/or gradient effects.
Basically, the thesis study rests on the establishing of the materials which can meet all the requirements for wear-resistance, provided that they can be sprayed. For the latter issue, one has to know that spray process family is rich in numerous variants such as cold spray, plasma spray, flame spray, HVOF, Â…
This property (wear-resistance) - process (thermal spray) study will show the various following stages:
• Study of the composition and characteristics of spraying powders
• Study of various thermal spraying routes for achieving coatings
• Study of coating microstructure and properties, primarily wear resistance and adhesion, compared to the current conventional material
• Wear testing using conventional and specific (i.e. instrumented and/or specifically designed) tribometers
• Modeling and numerical simulation of the spraying process and of mechanical/wear behaviors

Contexte

Principales techniques expérimentales à utiliser au cours de l'étude proposée :
- Projection dynamique par gaz froid (« cold spray ») et projection(s) à chaud (plasma, flamme,…)
- Métallographie, microscopie électronique (y compris en transmission) microanalyse, et microtomographie X
- Profilométrie 3D, analyses granulométriques et analyse d'images
- Essais d'usure-frottement
- Essai d'adhérence par choc laser (LASAT)
- Nanoindentation combinée à la microscopie à force atomique (AFM)

Le travail s'adresse à un expérimentateur « matériaux-procédés » non réfractaire à la simulation numérique. Il s'effectuera, dans sa majorité, au Centre des Matériaux d'Evry, avec des séjours dans des laboratoires partenaires de MINES ParisTech (à Lyon, Limoges, …) pour notamment la partie tribologie de l'étude et pour accéder, éventuellement, à d'autres moyens de projection, ainsi que chez Renault/Guyancourt pour différents essais, sur banc moteur en particulier.

Encadrement

Directeur de Thèse : Michel JEANDIN
Co-Directeur de Thèse : Francesco DELLORO

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.

Pour postuler : Envoyer votre dossier à recrutement_these@mat.mines-paristech.fr comportant
• un curriculum vitae détaillé
• une lettre de motivation/projet personnel
• des relevés de notes L3, M1, M2
• 2 lettres de 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.

Applicants should supply the following :

- a detailed resume
- a covering letter explaining the applicantÂ'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

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

Références

/

Type financement

Convention CIFRE

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