Monitoring in-situ de la polymérisation d’une résine thermoplastique

Institut Mines-Télécom; Douai; Sur place; EUR 40 000 - 60 000; Plein temps

Résumé du poste

Une grande école d'ingénieurs à Douai recherche un stagiaire pour développer une méthode innovante de monitoring in situ de la polymérisation des résines thermoplastiques à l’aide de capteurs optiques. Les missions incluent des essais de polymérisation en laboratoire, l'intégration de capteurs optiques dans des matériaux composites, et l'analyse des données expérimentales. Ce stage de 6 mois, à pourvoir à partir du 01/03/2026, s'adresse à un élève ingénieur ou master 2 avec un intérêt pour les matériaux composites et les capteurs optiques.

Qualifications

• Capacité à réaliser une étude bibliographique sur le monitoring in situ.
• Compétences en mise en œuvre d’essais expérimentaux.
• Analyse des données expérimentales.

Responsabilités

• Développer une méthode pour le monitoring in situ.
• Réaliser des essais de polymérisation sur résines thermoplastiques et composites.
• Comparer les résultats des capteurs optiques avec ceux d'analyses DSC.

Connaissances

Rigueur scientifique

Autonomie

Sens de l'organisation

Esprit d’analyse

Formation

Élève ingénieur ou master 2

Description du poste

École sous tutelle du ministère de l’économie, des finances et de la souveraineté industrielle et numérique, IMT Nord Europe est née en 2017 de la fusion de Télécom Lille et de l’École des Mines de Douai. Elle compte aujourd’hui parmi les plus Grandes Écoles d’ingénieurs au Nord de Paris avec plus 2200 élèves, dont un quart d’apprentis, plus 600 diplômés par an et un réseau de 15 000 diplômés. Elle fait partie de l’Institut Mines Télécom, premier groupe public de Grandes Écoles d’ingénieurs et de management de France, et est partenaire de l’université de Lille.

IMT Nord Europe a trois missions principales : former des ingénieurs responsables aptes à résoudre les grandes problématiques du XXIème siècle, mener des recherches débouchant sur des innovations à haute valeur ajoutée, soutenir le développement des territoires notamment en facilitant l’innovation et les créations d’entreprises. Son objectif est de former les ingénieurs de demain, maîtrisant à la fois les technologies numériques et les savoir-faire industriels.

Localisée sur deux sites principaux d’enseignement et de recherche, à Lille et à Douai, IMT Nord Europe s’appuie sur plus de 20 000 m² de laboratoire pour développer un enseignement de haut niveau et une recherche d’excellence dans les trois domaines « Systèmes Numériques », « Énergie Environnement » et « Matériaux et Procédés ».

Contexte Scientifique :

Le monitoring in situ est une technique de surveillance et de collecte de données en temps réel, effectuée directement sur le site d'un processus sans manipulation préalable d'échantillons. Cette méthode, développée au cours des dernières décennies, permet une compréhension approfondie et un contrôle optimal des processus observés, notamment dans le domaine de la polymérisation des résines. Dans ce contexte, le monitoring in situ fournit des informations cruciales telles que le degré de durcissement, les changements de viscosité, les profils de température et le comportement d'écoulement de la résine. Ces données facilitent l'optimisation des paramètres du processus, l'amélioration de la qualité des produits et la réduction des déchets par la détection précoce des défauts.

Les systèmes de monitoring intégrés aux processus de fabrication des composites comprennent divers types de capteurs, notamment des détecteurs de propriétés électromagnétiques, des transducteurs à ultrasons, des interféromètres, des réfractomètres optiques, des spectromètres et des transducteurs de pression. Parmi ces technologies, les capteurs à fibre optique présentent des avantages significatifs pour le monitoring in situ de la polymérisation des résines. Leur nature peu invasive, leur immunité aux interférences électromagnétiques, leur capacité de multiplexage, leur haute sensibilité et leur résistance aux conditions extrêmes en font des outils particulièrement adaptés à cette application.

Cependant, l'implémentation des capteurs à fibre optique, bien établie pour les résines thermodurcissables comme l'époxy, présente des défis spécifiques pour les résines thermoplastiques pour la polymérisation in-situ. Ce type de résines thermoplastiques sont injectées dans un moule en l’état de monomère avec une faible viscosité et polymérise pendant le procédé de la mise en œuvre, à température ambiante ou élevée. Ce type de polymères thermoplastiques offrent des propriétés mécaniques comparables aux résines thermodurcissables tout en étant recyclable. Elles permettent une fabrication plus économique dans divers secteurs tels l'éolien, la construction et le transport. Leur mécanisme de polymérisation radicalaire, leurs temps de durcissement plus courts et leur réaction moins exothermique par rapport aux époxy nécessitent une adaptation des technologies de monitoring existantes. Ces caractéristiques imposent des contraintes sur la résolution temporelle des capteurs et l'efficacité du monitoring basé sur la température, soulignant la nécessité de développer des approches innovantes pour le suivi in situ de la polymérisation.

Missions :

L’objectif principal de ce stage est de développer une méthode innovante pour le monitoring in situ de la polymérisation des résines thermoplastiques à l’aide de capteurs optiques. Les missions incluront la réalisation des essais de polymérisation sur résine seule et en composites, intégrant des capteurs aux types des fibres optiques, pour évaluer leur efficacité dans des environnements thermoplastiques spécifiques. Le/la stagiaire testera et affinera les conditions d’intégration des capteurs dans les moules et les composites fabriqués par RTM, en résolvant les problèmes liés à leur déploiement dans des résines thermoplastiques. Il/elle comparera les résultats issus des capteurs optiques avec ceux des analyses DSC et thermocouples, en vue de valider les capteurs comme outils fiables pour suivre le degré de polymérisation en temps réel. Enfin, il/elle fournira un protocole expérimental standardisé pour l’intégration et l’analyse des capteurs optiques dans le suivi de la polymérisation des résines thermoplastiques. Les résultats attendus incluent une meilleure compréhension des capacités des capteurs optiques pour le monitoring de résines thermoplastiques et le développement d’une méthodologie applicable au contrôle qualité et à l’optimisation des procédés de fabrication de composites.

Activités :

• Réaliser une étude bibliographique sur le monitoring in situ de la polymérisation des résines thermoplastiques et l’utilisation des capteurs optiques.
• Mettre en place et conduire des essais de polymérisation sur résine thermoplastique seule.
• Réaliser des essais de perméabilité sur les renforts textiles présélectionnés.
• Réaliser des essais de polymérisation sur matériaux composites intégrant des capteurs à base de fibres optiques.
• Intégrer différents types de capteurs optiques dans les moules et dans les composites fabriqués par RTM.
• Acquérir et analyser les données issues des capteurs optiques lors des essais de polymérisation.
• Comparer et corréler les résultats des capteurs optiques avec ceux des analyses DSC et des thermocouples.
• Développer et formaliser un protocole expérimental standardisé pour l’intégration et l’exploitation des capteurs optiques.
• Rédiger des rapports techniques et synthétiser les résultats obtenus.
• Contribuer à la valorisation des résultats (présentations internes, recommandations méthodologiques).

Savoir être :

• Rigueur scientifique et sens de l’organisation dans la conduite des essais expérimentaux.
• Autonomie et esprit d’analyse pour résoudre des problématiques techniques complexes.

Savoir faire :

• Mise en œuvre et conduite d’essais expérimentaux.
• Analyse et interprétation de données expérimentales.

Connaissances :

• Connaissances de base en matériaux composites.
• Notions en techniques de monitoring des procédés (ou instrumentation expérimentale).

Conditions :

Ce stage sera réalisé à l’IMT Nord Europe (site de Douai) au CERI MP. Le poste est à pourvoir à compter du 01/03/2026 pour une durée de 6 mois.

Renseignements et modalités de dépôt de candidature :

• Pour tout renseignement sur le poste, merci de vous adresser à Dmytro VASIUKOV Tél. [phone] - E-mail : [e-mail]
• Chung-Hae PARK, Tél. [phone] - E-mail : [e-mail]
• Pour tout renseignement administratif, merci de vous adresser à la Direction des Ressources Humaines : [e-mail]
• Cet emploi est proposé en mobilité pour un fonctionnaire ou bien sous forme de contractuel de droit public.
• Par ailleurs, le poste peut être aménagé pour une personne en situation de handicap.

Ce stage de 5 à 6 mois sera réalisé à l’IMT Nord Europe (site de Douai) au CERI MP. Il s’adresse à un élève ingénieur ou master 2 filière recherche ou professionnelle possédant de bonnes bases dans l'un des domaines suivants : science des matériaux, plasturgie, génie mécanique, matériaux composites. Des connaissances dans le domaine des fibres et capteurs optiques seront appréciées. Nous recherchons une personne hautement motivée, ouverte d'esprit et flexible, avec un fort intérêt pour les défis multidisciplinaires. Des compétences expérimentales sont également les bienvenues.