Deux étudiants en structure composite deviennent l'histoire d'une réussite du LIST

Les structures composites sont largement utilisées dans de nombreux domaines de l'ingénierie. Néanmoins, la conception de ces matériaux représente un défi majeur en raison des compétences multiples et diverses qu’elle requiert. Ainsi, comment trouver des chercheurs possédant toutes les compétences nécessaires à l'exploration des structures composites?

C'est là qu'intervient le projet FULLCOMP, financé par le programme européen Horizon 2020, qui forme un total de douze chercheurs en début de carrière avec une approche intersectorielle et interdisciplinaire dans un cadre international, contribuant ainsi à améliorer la conception des structures composites.

Dans le cadre de ce programme, le LIST a eu le plaisir d'accueillir deux doctorants. Gaetano Giunta, du département MRT et spécialisé dans les composites structurels, explique en quoi consiste FULLCOMP : "Il s’agit d’un réseau d'universités, de centres de recherche et d'entreprises qui forment ce que l'Union européenne appelle les chercheurs en début de carrière (de l’anglais Early Stage Researchers), qui peuvent aussi être des doctorants".

Gaetano poursuit en détaillant que l'objectif de ce cadre de formation est de donner aux étudiants les meilleures chances possibles pour leur entrée sur le marché du travail européen. FULLCOMP se concentre cependant sur les matériaux composites, "donc la deuxième partie de l'acronyme 'Comp' signifie composites", ajoute-t-il.

Gaetano revient alors sur la définition des structures composites. Il explique qu'elles existent lorsque plusieurs matériaux différents sont si fortement liés entre eux qu'ils agissent ensemble comme une seule unité d'un point de vue structurel. "Ce n'est pas une nouvelle technologie étant donné qu’elle a été initialement utilisée dans les années 60 - principalement dans les secteurs de l'aérospatiale et de l'aéronautique - avec un nouveau matériau fusionnant davantage de composants. A l’échelle microscopique, il est encore possible de les distinguer. Avec des matériaux classiques, tels que les alliages, il faut vraiment descendre dans l'échelle pour voir les différents composants".

En poursuivant avec l'exemple de l'aérospatiale, Gaetano explique comment les structures composites sont utilisées : "Elles ont de très bonnes propriétés, divisées par le poids des matériaux, c'est pourquoi ces structures sont surtout utilisées dans l'aérospatiale. Vous avez en effet besoin d'un matériau qui soit à la fois vraiment solide et léger. C’est d’ailleurs pour cette raison que les avions sont faits d'aluminium et non d'acier".

Ainsi, "COMP" signifie "composites" dans l'acronyme du programme, qu'en est-il du "FULL" ? "Le projet englobe autant que possible l’ensemble des thèmes autour des composites. Chaque partenaire a donc sa propre expertise sur un sujet donné. Au LIST, par exemple, il s'agissait plus d'un groupe de modélisation. Nous avons ainsi créé des modèles mathématiques, selon la loi physique qui régit le problème, pour décrire les comportements mécaniques des éléments structurels", répond Gaetano.

Comment est impliqué le LIST dans le programme FULLCOMP?

"Chaque partenaire a participé à la supervision d'un chercheur, et nous avons eu la chance de superviser deux étudiants très sympathiques et brillants : Gabriele De Pietro et Yanchuan Hui. Ils ont passé trois ans au LIST à travailler sur deux thématiques que nous avons définies au début de la proposition. L'une d'entre elles concernait l'analyse multi-échelle. En raison de la nature de ces matériaux, il est en effet possible de définir différents niveaux d'étude. Au niveau macro, il y a l'application - par exemple une aile - mais en raison de la complexité des matériaux, vous pouvez aller directement à l'intérieur des matériaux pour étudier ce qui se passe - c'est ce qu'on appelle une micro-échelle", détaille Gaetano avant de poursuivre sur l'autre thème.

"L'autre consistait à exploiter un concept appelé multi-stabilité. L'idée est que vous pouvez avoir une structure qui a différentes formes stables qui sont toutes deux importantes pour l'application. Vous pouvez passer de l'une à l'autre en appliquant une source externe comme une force", explique Gaetano. "Dans le cadre d’une application automobile, nous avons étudié une entrée d'air qu’il est possible d’ouvrir et fermer. Pour cela, il suffit d'appliquer une petite force pour déclencher le passage de l'une à l'autre si vous voulez que l'entrée d'air soit ouverte ou fermée".

Au-delà de la recherche en elle-même, l’idée de ce programme était de former des étudiants tant sur des compétences générales que spécifiques. Les étudiants ont ainsi pu suivre plusieurs cours, ateliers, conférences et séminaires. L’Union européenne a par ailleurs tenu à ce que des cours de gestion, exploitation et entreprenariat soient dispensés dans le cadre de l’horizon H2020.

"Les deux étudiants ont également eu la possibilité d’avoir des détachements temporaires non seulement avec des partenaires, mais aussi avec des entreprises externes. A titre d’exemple, Gabriele De Pietro a passé plusieurs mois en Belgique chez Thales Alenia Space et à Bristol, tandis que Yanchuan Hui est allé à l'université de Wuhan. Ils ont donc eu de bonnes opportunités", a expliqué Gaetano.

Ce projet a été retenu par la Commission européenne comme l'une de ses réussites parmi l’ensemble des projets financés, mais aussi sélectionné comme un bon exemple de projet source d'excellents résultats.

"Le programme FULLCOMP du LIST était un excellent exemple d’un travail d’équipe plus que fructueux au sein du groupe", conclut Gaetano.

A propos de Gaetano Giunta

Le Dr Giunta, senior researcher au LIST, est titulaire d'un doctorat et d'un master en ingénierie aérospatiale de Politecnico di Torino, en Italie. Il a de solides antécédents et une solide expérience dans des projets de recherche nationaux et internationaux (par exemple, Principal Investigator d’un projet FNR CORE) et a collaboré avec plusieurs entreprises (par exemple, Siemens, Airbus et GoodYear) et agences (par exemple, l'ESA). Son parcours scientifique est axé sur le développement de méthodes et d'outils avancés pour la modélisation multi-échelle et multi-champs des matériaux et structures composites, ce qui a donné lieu à la publication de plus de 70 articles de revues référencées Scopus, de plusieurs chapitres de livres et d'un ouvrage.