Dans notre entreprise, nous sommes 120 aujourd’hui pour concevoir et fabriquer des pièces en composites, prototypes ou en petites série, pour les secteurs suivants: course au large, aéronautique et spatial, défense, industrie.
Dans le cadre de nos activités de recherche et développement, nous proposons une thèse consacrée au développement d’une solution de métrologie optique intégrée à des structures composites navales. Cette thèse offre l’opportunité de contribuer à un sujet innovant, à forte visibilité scientifique et industrielle, au cœur des enjeux de performance navale de demain.
Les structures navales à haute performance — foils, hélices, appendices, safrans ou dérives — sont soumises à des sollicitations hydrodynamiques complexes et fortement variables. La compréhension des interactions entre l’écoulement, la structure composite et son comportement mécanique constitue un levier majeur pour améliorer les performances, la fiabilité et la durabilité de ces systèmes.
Le projet de thèse vise ainsi à développer une solution de métrologie optique directement intégrée au sein d’un foil composite. L’objectif est de caractériser, en temps réel, le comportement hydrodynamique autour de l’appendice dans des conditions représentatives d’utilisation. La réponse mécanique de la structure sera étudiée comme un paramètre complémentaire de corrélation et d’interprétation des mesures.
Cette thèse s’inscrit dans un projet de recherche collaborative associant Multiplast, Thales, l’ENSTA Paris et l’École navale.
Objectifs scientifiques et techniques
L’objectif principal de la thèse est de démontrer la faisabilité d’une instrumentation optique embarquée dans un matériau composite, capable de fournir des données exploitables sur les régimes et les phénomènes d’écoulement autour de l’appendice. Si des capteurs à fibres optiques sont déjà régulièrement utilisés pour monitorer la structure, leur capacité à investiguer plus directement l’écoulement reste à évaluer.
Les travaux associeront une approche expérimentale, analytique et numérique afin de comprendre, modéliser et caractériser les phénomènes hydrodynamiques observés. La réponse mécanique de la structure sera prise en compte pour appuyer l’interprétation des mesures lorsque cela sera pertinent.
• Étudier les régimes d’écoulement autour d’appendices composites : transition laminaire-turbulent, décollement, instabilités locales et phénomènes de cavitation.
• Comprendre et exploiter des modèles analytiques et numériques d’écoulement, ainsi que des interactions fluide-structure.
• Sélectionner, intégrer et protéger des solutions optiques compatibles avec les procédés de fabrication composite.
• Corréler les signaux optiques mesurés avec les régimes d’écoulement, les sollicitations hydrodynamiques et, lorsque nécessaire, les déformations de la structure.
• Développer des méthodologies de traitement et d’interprétation des données.
• Caractériser des démonstrateurs composites instrumentés et confronter les résultats aux modèles analytiques et numériques.
• Valider la solution dans un environnement hydrodynamique contrôlé dans le tunnel de cavitation de l’Ecole navale.
L’ambition est d’atteindre un niveau de maturité de type TRL 4, avec la démonstration expérimentale d’un système de mesure intégré et fonctionnel sur un démonstrateur représentatif.
Vos missions:
Encadré(e) par les équipes de Multiplast, de Thales, de l’ENSTA Paris et de l’École navale, le ou la doctorant(e) contribuera à l’ensemble des étapes de développement :
• Réaliser une veille bibliographique sur les capteurs optiques, les composites instrumentés et les interactions fluide-structure.
• Définir les architectures d’instrumentation compatibles avec les matériaux et procédés composites visés.
• Concevoir et fabriquer des éprouvettes puis des démonstrateurs instrumentés.
• Mettre en place des protocoles d’essais mécaniques, optiques et hydrodynamiques.
• Analyser les données expérimentales et développer des corrélations entre mesures optiques, régimes d’écoulement et sollicitations hydrodynamiques.
• Exploiter et développer des modèles analytiques et numériques permettant d’interpréter les phénomènes d’écoulement autour de l’appendice ; la réponse de la structure sera intégrée lorsque nécessaire.
• Valoriser les résultats par des publications scientifiques, des communications en congrès et des restitutions auprès des partenaires du projet.
Organisation de la thèse:
Le ou la doctorant(e) sera salarié(e) de Multiplast et bénéficiera d’un encadrement en codirection entre l’ENSTA Paris et l’École navale.
Afin d’assurer une cohérence entre le déroulement scientifique de la thèse et les campagnes d’essais du projet, les travaux se répartiront en deux phases complémentaires : une première phase à l’ENSTA Paris et Thalès Research & Technology à Saclay (environ 50 % de la durée de la thèse), puis une seconde phase à l’École navale, à Lanvéoc (environ 50 %).
Tout au long de ces deux phases, le ou la doctorant(e) effectuera des séjours réguliers chez Multiplast, à Vannes, afin de présenter l’avancement de ses travaux et de réaliser les éprouvettes et les démonstrateurs composites instrumentés du projet.
Profil recherché:
Vous êtes titulaire, ou serez prochainement titulaire, d’un diplôme de niveau Bac+5 en génie mécanique, matériaux, composites, physique, optique, hydrodynamique ou domaine connexe.
Vous disposez idéalement de compétences ou d’un fort intérêt pour plusieurs des domaines suivants :
• Mécanique des fluides, hydrodynamique et compréhension des régimes d’écoulement.
• Modélisation analytique et numérique, notamment appliquée aux écoulements et aux interactions fluide-structure.
• Matériaux composites et procédés de fabrication.
• Mécanique expérimentale et instrumentation.
• Optique, capteurs ou traitement de signal.
• Essais mécaniques, traitement et analyse de données.
• Programmation scientifique, par exemple sous Python, Matlab ou environnement équivalent.
Une bonne capacité à comprendre et exploiter des modèles physiques est attendue. Le ou la candidat(e) devra être à l’aise avec une démarche scientifique combinant expérimentation, analyse de résultats et simulation numérique.
Autonome, curieux(se) et rigoureux(se), vous appréciez le travail expérimental et les projets à l’interface entre recherche académique et applications industrielles. La maîtrise de l’anglais scientifique est indispensable.
Durée: 36 mois
Début souhaité: 2 janvier 2027
Co-Directeurs de thèse: Luc Pastur, ENSTA Paris et Patrick Bot, Ecole navale
Lieux principaux de mission: Paris (Saclay), Brest (Lanvéoc) et Vannes
En postulant, merci de transmettre: CV, lettre de motivation, relevés de notes et références académiques ou professionnelles.
