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  • Sujet de stage 2020 – CEMEF Etude des propriétés lubrifiantes de nouveaux additifs à action tribologiques

    Matériaux avancés
    Requis :

    Sujet de stage 2020 – CEMEF

     

    TITRE

    Etude des propriétés lubrifiantes de nouveaux additifs à action tribologiques

    Contexte du sujet

    Une des préoccupations majeures de la société d’aujourd’hui concerne les enjeux écologiques liés au réchauffement climatique, et plus particulièrement la lutte contre la pollution. Dans ce contexte, il a été mis en évidence que la détérioration de la qualité de l’air et l’augmentation de la quantité de gaz à effet de serre incombent en large partie au secteur des transports. Par conséquent, les nouvelles technologies doivent soutenir l’évolution vers des véhicules «propres». Dans la mesure où ils déterminent les performances des moteurs et des systèmes de transmission, les lubrifiants sont directement concernés par cette quête de la voiture propre. Les industriels se doivent donc de développer des lubrifiants répondant aux évolutions technologiques mais également plus performants en termes de réduction à la fois du frottement et de l'usure.Les lubrifiants sont des formulations complexes composées d’une huile de base et de divers additifs dont certains ont une action tribologique, c’est-à-dire qu’ils vont permettre de contrôler le frottement et l’usure des contacts fonctionnant sous conditions sévères. Les additifs à action tribologique actuellement utilisés sont des composés organiques à base de soufre et phosphore. Leur utilisation est de plus en plus mise en cause, et ce pour deux raisons principales :

    1.  une inefficacité à froid due à un mécanisme d’activation thermique et
    2.  une décomposition en sous-produits de réactions riches en soufre et en phosphore et de natures parfois radicalaires, donc très réactifs et très nocifs pour l’environnement.

    L’approche déployée dans ce projet de stage consiste à développer une nouvelle famille

    d’additifs de type « nano particulaires ».

    L’utilisation des nanoparticules dans le cadre des applications tribologiques connait actuellement un intérêt croissant. Cet intérêt s’est traduit par un développement important des techniques de synthèse des nanomatériaux permettant la mise à disposition de nano-objets de différentes structures et de différentes natures (métalliques, oxydes, carbonées, etc.). Les propriétés tribologiques de ces derniers varient en fonction de leur encapsulation, des conditions de sollicitation, de leur dispersion dans une base liquide, de la surface du contact, ainsi que de leurs caractéristiques intrinsèques.

    Références bibliographiques :

    •  Lahouij, I., et al., IF-MoS2 based lubricants: influence of size, shape and crystal structure. Wear, 296, (2012) 558-567.
    • Tannous, J., et al., Understanding the tribochemical mechanisms of IF-MoS2 nanoparticles under boundary lubrication.Tribology Letters, 41(2010) 55-64.
    • Lahouij, I., et al., Nano-additives enabled advanced lubricants. US Patent Application Publication, US 2018/0127676 A1.

    Objectifs du stage

    L’objectif de ce travail consiste en une étude tribologique des propriétés lubrifiantes (frottement et usure) de différents systèmes de nanoparticules synthétisés par IMRA (fullerènes inorganiques de MoS2, nanoparticules métalliques, etc.) en vue d’identifier les paramètres (composition, structure, taille, dispersion, etc.) donnant lieu à des performances tribologiques optimales.

    Ce travail s’appuiera sur des moyens expérimentaux de type Tribomètre ainsi que sur des techniques d’analyses de surface (microscopie optique et électronique, EDS, XPS, DRX, etc.) pour identifier les mécanismes d’action des nanoparticules dans un contact frottant.

    Mots-clés

    Nanoparticules lubrifiantes, frottement, analyse de surface

    Profil / compétences

    ·          Bac + 5, M2 ou PFE Ingénieur

    ·          Profil matériaux ; une initiation à la tribologie serait un « plus »

    ·          Goût pour l’expérimentation et la mesure en mécanique

    ·          Rigueur et capacité à s’investir pleinement dans un sujet - aptitude au travail en équipe.

    Partenariat

    IMRA Europe S.A.S. est un institut de recherche privé dans le domaine des Matériaux Avancés et de l’Intelligence Artificielle. Implantée sur la technopole depuis 1986, notre PME de droit français est une filiale de AISIN Seiki, un équipementier automobile de Toyota.

    Le CEMEF est un centre de recherche de MINES ParisTech I PSL Université associé au CNRS (Unité Mixte de Recherche CNRS, UMR7635) implanté dans la technopole de Sophia-Antipolis…. (http://www.cemef.mines-paristech.fr/)

    Lieu, durée

    Le stage se déroulera principalement au CEMEF, av. C Daunesse, 06904 Sophia-Antipolis, pendant environ 4 à 6 mois, à compter de Mars/Avril 2020.

    Indemnité

    600-1000 euros / mois (brut)

     

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    Sciences informatiques