Stage -Etude Numérique Multi-Échelles de la Dégradation des Barrières Thermiques par Zoom Structural H/F - Safran

Safran est un groupe international de haute technologie opérant dans les domaines de l'aéronautique (propulsion, équipements et intérieurs), de l'espace et de la défense. Sa mission : contribuer durablement à un monde plus sûr, où le transport aérien devient toujours plus respectueux de l'environnement, plus confortable et plus accessible. Implanté sur tous les continents, le Groupe emploie 100 000 collaborateurs pour un chiffre d'affaires de 27,3 milliards d'euros en 2024, et occupe, seul ou en partenariat, des positions de premier plan mondial ou européen sur ses marchés.

Safran est la 2ème entreprise du secteur aéronautique et défense du classement « World's Best Companies 2024 » du magazine TIME.

Parce que nous sommes persuadés que chaque talent compte, nous valorisons et encourageons les candidatures de personnes en situation de handicap pour nos opportunités d'emploi
Les systèmes de barrières thermiques protègent les pièces les plus exposées de la turbine Haute Pression des turboréacteurs d'avion (aubes et distributeurs) en augmentant la température de fonctionnement et donc le rendement du moteur, tout en préservant l'intégrité des matériaux. Toutefois, ces systèmes peuvent se dégrader, typiquement selon la séquence suivante : formation de micro-fissures à l'interface, délaminage, puis écaillage du revêtement. Les températures sont très hétérogènes, à la fois en surface (zones chaudes et froides) et en profondeur (faible conductivité et refroidissement interne). Les modèles thermiques sont donc utilisés pour estimer ces variations, mais la complexité des interactions mécaniques entre les couches et l'existence de gradients de température rendent difficiles les analyses précises, nécessitant des calculs par éléments finis sophistiqués [1]. Ces calculs restent toutefois limités à des échantillons simplifiés et non à des pièces entières.

L'objectif du projet consiste à proposer un schéma numérique de type zoom structural [2] permettant de coupler, au sein d'une même analyse, un modèle macroscopique sur structure complète avec un modèle microscopique sur une zone d'intérêt, permettant d'estimer finement l'état mécanique local dans les différentes couches du système barrière thermique et aux interfaces. Ce type d'approche est peu à peu employé au sein de Safran pour la prise en compte des détails géométriques (micro-perforations) lors du dimensionnement des structures chaudes [3]. Cependant, leur extension au contexte de ce projet amène des difficultés supplémentaires liées principalement au traitement de l'incompatibilité entre les modèles aux deux échelles [4]. Des travaux menés à Safran Tech en 2025 ont permis de mettre en place une approche de type zoom structural descendant (également appelé submodelling) pour les systèmes barrières thermiques sous chargement thermique homogène, représentatif par exemple d'essais cycliques dans un four. Le stage proposé s'inscrit dans la continuité de ces travaux et s'intéressera à complexifier progressivement le cas d'étude (passage en 3D, prise en compte de gradients thermiques, mise en place d'une approche de type zoom structural bidirectionnel, etc.). L'ensemble des travaux s'effectuera dans le nouveau code de calcul par éléments finis A-set, co-développé par l'ONERA, Mines Paris-PSL et Safran Tech. Des développements dans ce code pourront ainsi s'avérer nécessaires.

Le sujet convient à un candidat ou une candidate ayant un profil mécanique des matériaux et des structures avec un goût prononcé pour les méthodes numériques, ou de profil mathématique appliquées, et qui souhaite mettre en oeuvre ces connaissances dans des calculs de structures, analyse numérique et programmation (Python, C++).