CIFRE - PhD - Caractérisation et modélisation mécanique d'un système multicouches, basée sur l'imagerie 4D (m/f) - Toulouse Area | Airbus Job

Job Description:

Airbus Commercial Aircraftrecherche un(e) doctorante(e) CIFRE en Caractérisation et modélisation mécanique d'un système multicouches, basée sur l'imagerie 4D pour rejoindre le département 1XRM1 Inorganic Materials basé à Toulouse, France.

Dans les applications aérospatiales modernes, les structures composites organiques hautes performances reposent sur des architectures multi-matériaux et des revêtements fonctionnels multicouches de plus en plus complexes. La prédiction des non-linéarités, des dommages locaux et de la dégradation mécanique aux interfaces des matériaux sous contrainte environnementale demeure un défi scientifique majeur. Cette thèse de doctorat CIFRE vise à développer une nouvelle méthodologie de caractérisation et de modélisation mécanique en champ complet, basée sur l'imagerie 4D (microtomographie 3D in situ couplée à l'évolution temporelle et sous charge).

L'objectif scientifique principal est d'isoler et de caractériser le comportement intrinsèque de couches minces individuelles (telles que des empilements de peinture et des primaires) au sein d'un système multicouche complexe, en capturant les phénomènes de couplage interfacial dans des conditions environnementales extrêmes.

Votre environnement de travail :

Capitale mondiale de l'aéronautique et capitale européenne de la recherche dans le spatial, Toulouse est une ville dynamique du sud-ouest de la France desservie par un aéroport international. Idéalement située entre la mer Méditerranée et l'océan Atlantique et à proximité des Pyrénées, elle offre de nombreuses possibilités d'activités de plein air !

Parce que nous prenons soin de vous :

• Avantages financiers: Salaire attractif, accords d’intéressement et de participation, plan d'épargne salariale abondé par Airbus, plan d’actionnariat salarié sur la base du volontariat, avec attribution d'actions gratuites en fonction du nombre d’actions souscrites.

• Équilibre vie privée / professionnelle: Des jours de congés supplémentaires pour occasions spéciales et des options de transfert de congés, un comité d'entreprise proposant de nombreuses activités socio-culturelles et d’autres services. 

• Bien-être / santé: couverture complémentaire des frais de santé et de prévoyance (incapacité, invalidité, décès). Selon le site : centre de services de santé, services de conciergerie, salle de sport, application de covoiturage. 

• Développement individuel: des opportunités d’évolution et des possibilités de formations nombreuses (catalogue de plus de 10.000 e-formations disponibles en libre accès pour développer votre employabilité, certifications, programmes de développement accéléré, parcours expert, mobilité nationale et internationale).

Chez Airbus, nous vous aidons à travailler, à vous connecter et à collaborer plus facilement et de manière plus flexible. Partout où cela est possible, nous favorisons la flexibilité dans nos modes de travail afin de stimuler l'esprit d'innovation.

Vos challenges:

Portée et méthodologie de la recherche :

Ce projet de doctorat repose sur quatre axes de recherche interdépendants :

Essais in situ agiles et environnementaux :

• Conception de protocoles expérimentaux pour des essais in situ multimodaux et multi-échelles.

• Soumission d’échantillons multicouches à des contraintes environnementales et mécaniques combinées (variations de température, cyclage thermique, infiltration d’eau/humidité, exposition aux UV et fatigue thermomécanique).

• Traitement d’images 4D et corrélation volumique numérique (CVN) : Application de techniques de mesure avancées sur l’ensemble du champ, notamment la corrélation volumique numérique (CVN) basée sur la microtomographie à rayons X. Développement d’algorithmes de CVN enrichis par éléments finis (CVN-EF/CVN-p) et de bases spatio-temporelles d’ordre réduit pour un calcul robuste et rapide des champs de déformation et de contrainte résiduelle 3D.

• Visualisation des matériaux et traitement des données massives : Reconstruction de microstructures 3D multi-échelles à partir de techniques de numérisation par rayons X industrielles. Gestion de grands volumes de données, visualisation rapide et estimation des erreurs.

• Modélisation haute fidélité basée sur la physique : Formulation et identification des lois de comportement des matériaux et des modèles d’endommagement multiphysiques. Intégration des non-linéarités d’interface et des effets de couplage dans les modèles prédictifs par éléments finis (mise à jour FEM) avec un nombre réduit d’itérations d’essais physiques.

Votre carte d’embarquement :

Nous recherchons un(e) candidat(e) très motivé(e), titulaire (ou sur le point d’obtenir) d’un master ou d’un diplôme d’ingénieur en mécanique des solides, génie mécanique, science des matériaux ou mathématiques appliquées.

Compétences et connaissances clés requises :

• Mécanique des solides et mécanique des milieux continus : Solides connaissances des lois de comportement constitutif, de la mécanique non linéaire, des mécanismes d’endommagement et du couplage multiphysique. Mécanique expérimentale et imagerie : Expérience ou intérêt marqué pour les essais expérimentaux, la tomographie par rayons X (μCT), les techniques de mesure optiques/volumiques de champ complet et la corrélation volumique numérique (DVC).

• Modélisation et simulation : Maîtrise des logiciels d’analyse par éléments finis (FEA) (par exemple, Abaqus, Ansys) et des méthodes numériques.

• Programmation et traitement d’images : Excellentes compétences en programmation (Python, MATLAB ou C++) pour le traitement d’images, l’identification numérique et le traitement des données.

• Langues et communication : Maîtrise de l’anglais (oral et écrit) pour les publications académiques et la rédaction de rapports industriels transversaux.

• Principaux résultats attendus et impact escompté : Ensembles de données d’imagerie multi-échelles d’empilements composites peints soumis à des expositions environnementales.

• Algorithmes p-DVC/DVC enrichis optimisés pour une extraction rapide des champs de déplacement et de déformation de champ complet.

Vous ne matchez pas à 100%? Pas d'inquiétude! Airbus vous accompagnera dans votre plan de développement.

Donnez une nouvelle dimension à votre carrière en candidatant en ligne maintenant!

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Airbus Commercial Aircraft is looking for a CIFRE PhD candidate in Mechanical Characterization and Modeling of a Multilayer System, based on 4D imaging (f/m), to join the 1XRM1 Inorganic Materials department based in Toulouse, France.

In modern aerospace applications, high-performance organic composite structures rely on increasingly complex multi-material architectures and multilayer functional coatings. Predicting non-linearities, local damage, and mechanical degradation at material interfaces under environmental stress remains a major scientific challenge. This CIFRE PhD thesis aims to develop a new full-field mechanical characterization and modeling methodology based on 4D imaging (in situ 3D microtomography coupled with temporal evolution and under load).

The main scientific objective is to isolate and characterize the intrinsic behavior of individual thin layers (such as paint stacks and primers) within a complex multilayer system, capturing interfacial coupling phenomena under extreme environmental conditions.

Your Working Environment :

As the world capital of aeronautics and the European capital of space research, Toulouse is a dynamic city in southwestern France served by an international airport. Ideally located between the Mediterranean Sea and the Atlantic Ocean and close to the Pyrenees, it offers numerous opportunities for outdoor activities!

Because We Care About You

• Financial benefits: Attractive salary, profit-sharing and incentive agreements, company savings plan matched by Airbus, voluntary employee share ownership plan with free shares awarded based on the number of shares subscribed.

• Work-life balance: Additional leave days for special occasions and leave transfer options, a works council offering numerous socio-cultural activities and other services.

• Health and well-being: Supplemental health insurance and contingency fund (incapacity, disability, death). Depending on the site: health services center, concierge services, gym, carpooling application.

• Individual development: Career advancement opportunities and numerous training possibilities (a catalog of over 10,000 open-access e-learning courses to develop your employability, certifications, accelerated development programs, expert pathways, national and international mobility).

At Airbus, we help you work, connect, and collaborate more easily and flexibly. Wherever possible, we foster flexibility in our working methods to stimulate an innovative spirit.

Your Challenges :

Research scope and methodology: This PhD project is based on four interdependent research axes:

• Agile and environmental in situ testing: Design of experimental protocols for multimodal and multi-scale in situ testing. Subjecting multilayer samples to combined environmental and mechanical stresses (temperature variations, thermal cycling, water/moisture infiltration, UV exposure, and thermomechanical fatigue).

• 4D image processing and Digital Volume Correlation (DVC): Application of advanced full-field measurement techniques, notably Digital Volume Correlation (DVC) based on X-ray microtomography. Development of finite element-enriched DVC (FE-DVC/p-DVC) algorithms and reduced-order spatio-temporal bases for robust and rapid computation of 3D strain and residual stress fields.

• Material visualization and massive data processing: Reconstruction of multi-scale 3D microstructures from industrial X-ray scanning techniques. Management of large data volumes, rapid visualization, and error estimation.

• Physics-based high-fidelity modeling: Formulation and identification of material constitutive laws and multiphysics damage models. Integration of interface non-linearities and coupling effects into predictive finite element models (FEM updating) with a reduced number of physical testing iterations.

Your Boarding Pass :

We are looking for a highly motivated candidate holding (or about to obtain) a Master's or engineering degree in solid mechanics, mechanical engineering, materials science, or applied mathematics.

Key skills and knowledge required:

• Solid and continuum mechanics: Strong knowledge of constitutive behavior laws, non-linear mechanics, damage mechanisms, and multiphysics coupling.

• Experimental mechanics and imaging: Experience or strong interest in experimental testing, X-ray tomography (μCT), full-field optical/volumetric measurement techniques, and Digital Volume Correlation (DVC).

• Modeling and simulation: Proficiency in Finite Element Analysis (FEA) software (e.g., Abaqus, Ansys) and numerical methods.

• Programming and image processing: Excellent programming skills (Python, MATLAB, or C++) for image processing, numerical identification, and data processing.

• Languages and communication: Fluency in English (oral and written) for academic publications and cross-functional industrial report writing.

Main expected outcomes and impact:

• Multi-scale imaging datasets of painted composite stacks subjected to environmental exposures.

• Optimized p-DVC/enriched DVC algorithms for rapid extraction of full-field displacement and strain fields.

Don't match 100%? No worries! Airbus will support you in your development plan.

Give your career a new dimension by applying online now!

This job requires an awareness of any potential compliance risks and a commitment to act with integrity, as the foundation for the Company’s success, reputation and sustainable growth.

Company:

AIRBUS SAS

Employment Type:

PHD, Research

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Classe Emploi (France): Classe F11

Experience Level:

Entry Level

Job Family:

Research and Technology

By submitting your CV or application you are consenting to Airbus using and storing information about you for monitoring purposes relating to your application or future employment. This information will only be used by Airbus.
Airbus is committed to achieving workforce diversity and creating an inclusive working environment. We welcome all applications irrespective of social and cultural background, age, gender, disability, sexual orientation or religious belief.

Airbus is, and always has been, committed to equal opportunities for all. As such, we will never ask for any type of monetary exchange in the frame of a recruitment process. Any impersonation of Airbus to do so should be reported to [email protected].

At Airbus, we support you to work, connect and collaborate more easily and flexibly. Wherever possible, we foster flexible working arrangements to stimulate innovative thinking.