Thèse Développement de Méthodes de Caractérisation Avancées pour l'Évaluation de Matériaux Polymères Chargés Destinés au Containment d'Arcs Électriques dans les Aéronefs H/F - Université de Toulouse

Établissement : Université de Toulouse
École doctorale : GEETS - Génie Electrique Electronique,Télécommunications et Santé : du système au nanosystème
Laboratoire de recherche : LAPLACE - Laboratoire PLAsma et Conversion d'Énergie
Direction de la thèse : Yann CRESSAULT ORCID 0000000172734167
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-31T23:59:59

L'électrification croissante des aéronefs (MEA, propulsion hybride/électrique) s'accompagne d'une augmentation continue des niveaux de puissance et de tension. Cela accroît le risque d'apparition d'arcs électriques de défaut, capables de générer des températures extrêmes (jusqu'à plusieurs milliers de degrés), de carboniser les isolants ou d'entraîner une propagation du défaut. Dans un environnement fortement contraint (volume, masse, température, pression), la maîtrise du containment d'arc devient essentielle, notamment au sein :
*des harnais forte puissance (gaines),
*des convertisseurs de puissance / convertisseurs réseau

Objectifs scientifiques
1. Développer une méthode d'essai répétable et représentative pour évaluer la tenue à l'arc de matériaux isolants destinés au containment (maitrise de l'énergie de l'arc, délai au percement).
2. Concevoir et intégrer des outils de diagnostic avancés permettant de suivre, pour comprendre, en temps réel l'interaction arc/matière pouvant contenir :
*imagerie rapide,
*spectroscopie d'émission (espèces libérées, températures),
*mesures de rayonnement,
*topographie et analyse post-mortem.
3. Comprendre les mécanismes d'ablation, de céramisation ou de dégazage des charges inorganiques dans les matrices polymères.
4. Établir un protocole de screening rapide pour comparer les meilleurs candidats matériaux existants.
5. Identifier les paramètres critiques : énergie/durée arc, pression, taux de charge, vitesse d'ablation, carbonisation

Programme de recherche
*Conception et réalisation d'une cellule de test dédiée.
*Mise en place d'un protocole standardisé pour arcs courts et énergétiques.
*Evaluation d'outils de diagnostic pour analyser en temps réel la dynamique arc/matériau.
*Screening de matériaux polymères/matrices/charges.
*Élaboration de critères de performance : PASS/FAIL, ablation, maintien diélectrique, espèces émises.

Retombées attendues
*Une méthode de test répétable, future base normative interne Safran.
*Un jeu d'outils de diagnostic permettant de comprendre et optimiser la formulation des matériaux.

L'électrification croissante des aéronefs (MEA, propulsion hybride/électrique) s'accompagne d'une augmentation continue des niveaux de puissance et de tension. Cela accroît le risque d'apparition d'arcs électriques de défaut, capables de générer des températures extrêmes (jusqu'à plusieurs milliers de degrés), de carboniser les isolants ou d'entraîner une propagation du défaut.
Dans un environnement fortement contraint (volume, masse, température, pression), la maîtrise du containment d'arc devient essentielle, notamment au sein :
-des harnais forte puissance (gaines),
-des convertisseurs de puissance / convertisseurs réseau

Développer une méthode d'essai répétable et représentative pour évaluer la tenue à l'arc de matériaux isolants destinés au containment (maitrise de l'énergie de l'arc, délai au percement).
2. Concevoir et intégrer des outils de diagnostic avancés permettant de suivre, pour comprendre, en temps réel l'interaction arc/matière pouvant contenir :
o imagerie rapide,
o spectroscopie d'émission (espèces libérées, températures),
o mesures de rayonnement,
o topographie et analyse post-mortem.
3. Comprendre les mécanismes d'ablation, de céramisation ou de dégazage des charges inorganiques dans les matrices polymères.
4. Établir un protocole de screening rapide pour comparer les meilleurs candidats matériaux existants.
5. Identifier les paramètres critiques : énergie/durée arc, pression, taux de charge, vitesse d'ablation, carbonisation

-Conception et réalisation d'une cellule de test dédiée.
-Mise en place d'un protocole standardisé pour arcs courts et énergétiques.
-Evaluation d'outils de diagnostic pour analyser en temps réel la dynamique arc/matériau.
-Screening de matériaux polymères/matrices/charges.
-Élaboration de critères de performance : PASS/FAIL, ablation, maintien diélectrique, espèces émises.

Des connaissances en électronique de puissance indispensables
Des Connaissances en plasmas thermiques, arcs électriques seraient un plus
Candidat ou candidate passionné par l'expérience et les méthodes de diagnostic