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CNRS 
Etude in situ des films lubrifiants à l?aide de nano-sondes
INSA de Lyon, Lyon
Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures
Mechanical Engineering Nanotechnology Materials Science 
Full Description:

Contexte – Problématique

Dans les films lubrifiants confinés (épaisseurs inférieures à 1 μm) séparant les solides qui interviennent dans les mécanismes lubrifiés fortement chargés, le frottement à l’interface génère un échauffement par cisaillement du lubrifiant qui peut atteindre plusieurs dizaines de degrés. La pression due à l’écoulement du fluide entraîné par le mouvement des solides dépasse couramment 1 GPa. Ces valeurs de température et de pression modifient localement la viscosité et par extension le fonctionnement du contact.

Un des challenges consiste à mesurer in situ et le plus finement possible les conditions thermodynamiques et mécaniques locales (pression, température, épaisseur de film, …). Une méthodologie innovante, basée sur l’utilisation de nano-sondes fluorescentes dispersées dans le lubrifiant, est en cours de développement : 1 thèse soutenue et 1 thèse en cours. Ces travaux ont
démontré le potentiel des nanoparticules (NP) à base de CdSe : réponse en fluorescence linéairement dépendante de la température et la pression.

 

Objectifs – Travail

De telles nano-sondes ont déjà été étudiées en conditions statiques (cellule haute pression régulée en température) et dans des conditions dynamiques clémentes (rhéomètre). L’objectif de cette nouvelle thèse est de développer l’utilisation des NP en conditions dynamiques plus sévères, c'est-à-dire au sein d’un contact lubrifié, en vue de cartographier simultanément les champs de pression et de température.

- Les résultats de la thèse en cours montrent que la fluorescence des NP est fonction à la fois de la température et de la pression. En vue de découpler ces 2 effets, la première étape consistera à étudier une deuxième famille de nano-sondes avec une sensibilité
à la température et à la pression différente (calibration en conditions statiques, stabilité de la réponse, …).

- Dans un second temps, il s’agira de caractériser le comportement du mélange des deux familles
de NP en vue de l’application finale : réponse en fluorescence du mélange, analyse des résultats et traitements mathématiques pour le découplage des effets de la température et de la pression.

- Enfin, dans un dernier temps, des mesures dans un contact lubrifié seront menées à l’aide du
couple de nano-sondes retenues au moyen des outils disponibles au laboratoire : elles seront comparées à des résultats numériques pour validation.

 

Conditions

Le sujet revêt un fort caractère interdisciplinaire à l’interface entre mécanique et la physique qui nécessitera de la part du (de la) candidat(e) une forte curiosité scientifique et de bonnes capacités
d’adaptation. Le travail se déroulera au LaMCoS, cependant une interaction avec des partenaires suivants est envisagée : INL (Université de Lyon), INAC-SPrAM (CEA Grenoble).

 

Le (La) candidat(e), titulaire d'un diplôme d'ingénieur et/ou d'un master recherche en Mécanique, Sciences des Matériaux ou Physique, motivé(e) pour une recherche pluridisciplinaire, devra avoir un goût prononcé pour la pratique de développements expérimentaux et le travail en équipe. Des connaissances en tribologie et en lubrification seraient appréciées ainsi qu’un bon niveau d’Anglais.

 

Financement

Il est envisagé de candidater à une allocation ministérielle (bourse de l’école doctorale MEGA).

 



Posted on: 28 April 2015Deadline to apply: 10 June 2015Start Date: 01 September 2015 Duration: 36 months
The Fund category is Public Funding - University and the salary is 20-25k€ annual gross
Doctoral School is Mega of lyon (mechanics, energetics, civil engineering, acoustics) in the Rhône-Alpes Region.

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