Contexte du stage
Ce stage s’inscrit en appui à une thèse portant sur l’intégration de capteurs à fibre optique dans des pièces métalliques fabriquées par fusion laser sur lit de poudre (L-PBF), pour le suivi de structures en environnement sévère.
La fabrication additive L-PBF révolutionne les méthodes de production conventionnelles en permettant la création de pièces complexes. Grâce à la fabrication couche par couche, il devient possible d’instrumenter les pièces via l’intégration de capteurs, ouvrant la voie aux matériaux connectés. Parmi les technologies les plus pertinentes pour la surveillance de l’état des structures (SHM), les fibres optiques occupent une place importante, notamment dans le domaine nucléaire. L’intégration de ces capteurs à fibre optique au cœur des matériaux offre la possibilité de suivre leur comportement pendant la fabrication, puis lors de sollicitations mécaniques et thermiques en service.

Le stage consistera à fabriquer des pièces métalliques intégrant différents capteurs à fibre optique, à tester plusieurs configurations d’intégration et à analyser les signaux mesurés. Le stagiaire travaillera en collaboration avec son encadrant, depuis la préparation des essais jusqu’à l’exploitation des résultats.

Objectifs et méthodologie
L’objectif de ce stage est de concevoir et analyser des pièces métalliques instrumentées par fabrication additive.
La méthodologie du stage reposera, dans un premier temps, sur la réalisation d’un état de l’art afin de se familiariser avec les applications existantes dans ce domaine. Le stagiaire développera ensuite les capteurs au sein du laboratoire et procédera à leur calibration. Il réalisera des pièces métalliques par fabrication additive L-PBF en y intégrant les capteurs conçus, avec deux objectifs principaux:

• Assurer le suivi du procédé de fabrication, en analysant les données acquises par les capteurs pendant la fabrication.
• Suivre le comportement de la pièce en service à l’aide des capteurs intégrés, lors d’essais mécaniques, notamment en traction et en compression.

Afin de faciliter l’analyse des signaux et de répondre à ces deux objectifs, une partie importante du stage sera consacrée au traitement des signaux et d’analyser les données issues des capteurs.

Résultats attendus
Le stage contribuera à la mise en œuvre et à l’analyse d’essais d’intégration de capteurs à fibre optique, ainsi qu’au développement d’outils numériques pour faciliter l’exploitation des données expérimentales.
L’objectif sera notamment de mieux caractériser la réponse des capteurs pendant la fabrication et lors des essais mécaniques, et de faire correspondre les mesures optiques aux données de référence afin d’identifier les configurations d’intégration les plus pertinentes.

Nous recherchons un ou une étudiante en dernière année d’école d’ingénieur ou en Master 2, disposant d’un profil pluridisciplinaire associant compétences expérimentales et numériques.

Des compétences en mécanique des matériaux sont attendues afin de comprendre et d’analyser le comportement des structures étudiées.

Des connaissances en traitement du signal et en programmation Python sont également souhaitées, notamment pour le traitement des données expérimentales et l’analyse des résultats.

Le ou la candidate devra apprécier la manipulation expérimentale et faire preuve de patience et de minutie pour la conception et la fabrication des capteurs à fibre optique.

Nous recherchons une personne rigoureuse, autonome et force de proposition, capable de partager ses résultats et de s’intégrer dans une démarche de travail collaborative.

Un intérêt pour l’instrumentation et la fabrication additive métallique constituera un atout.

Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l’inclusion des travailleurs handicapés.