STAGE - Conception d’une pièce satellite en fibre de carbone H/F

De nouveaux enjeux sont apparus ces dernières

années dans le domaine des technologies spatiales, menant le Service Structures

& Mécanique du CNES à rechercher des nouvelles solutions adaptées aux

environnements extrêmes (applications cryotechniques, ou en températures très

hautes, missions interplanétaires, applications VLEO…).

Les structures composites en fibre de

carbone permettent d’atteindre de propriétés mécaniques et thermoélastiques notables,

ce qui présente un grand intérêt pour diverses pièces satellite dont, par

exemple, les platines d'interface d'instruments d'observation spatiale, pour lesquelles

on demande des performances accrues en termes de stabilité.

Cependant, leur modélisation par

méthode aux éléments finis (FEM) est plus complexe que celles des matériaux

métalliques, utilisés plus communément dans les structures satellites ; cette

complexité s'explique principalement par la dépendance directionnelle des

propriétés mécaniques (passage d'un comportement isotrope à un comportement

anisotrope), ainsi que par la modélisation des inserts, du collage et la prise

en compte du comportement multicouche, où la nature empilée du matériau

engendre des contraintes de modélisation complexes (contraintes inter

laminaires et délaminage).

Le savoir-faire dans la conception et modélisation

des pièces en fibre de carbone est de niche, et couvre un rôle clé dans les

technologies spatiales. C’est pourquoi le service Structures & Mécanique du CNES, au sein de la

Sous-Direction Techniques Véhicules Orbitaux, propose ce stage inspiré des challenges

rencontrés dans le cas des Projets Spatiaux d’observation, dont l’objectif est

de s’intéresser à la Modélisation Eléments Finis du comportement mécanique de

telles structures.

Les points suivants pourront être abordés

• Étude

bibliographique ;

• Phase de conception et

Trade-Off : avantages et inconvénients

de trois solutions possibles (solution métallique vs « solution hybride »

vs solution en composite ;

• Modélisation d’une

pièce d’interface en matériaux métallique et analyses dans les environnements

mécaniques lanceur et thermoélastique ;

• Modélisation

d’une pièce d’interface en composite en fibre de carbone avec inserts titane et

analyses dans les environnements mécaniques lanceur et thermoélastique ;

• Comparaison

des solutions.

Le stage pourrait débuter en Mars 2027.

Étudiant.e en dernière année de master/école

d’ingénieur spécialisé.e en mécanique.

Expérience et/ou connaissances en modélisation (FEMAP ou Patran ou HyperMesh

ou autre) et calculs NASTRAN souhaitées.

*En tant qu'EPIC, le

CNES applique un principe de neutralité (notamment politique et religieux) à

l'ensemble de ses collaborateurs