Le département turbomachine de ArianeGroup SAS cherche à améliorer sa compréhension des instabilités aéroélastiques générées dans les joints labyrinthe des turbopompes spatiales. Les joints labyrinthe sont utilisés pour limiter les fuites de gaz à travers l’espace entre la partie statique et la partie tournante et améliorer ainsi la performance des turbopompes des moteurs spatiaux. Cependant, les fluctuations de pression et vitesse générées dans les lechettes des joints labyrinthe peuvent générer des instabilités aéroélastiques avec des conséquences sur l’intégrité structurale de la turbopompe.
La thèse envisagée s’inscrit dans le cadre de l'utilisation du banc d'essai MINOTAUR présent au laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes (LTDS) de l'école Centrale de Lyon. Ce banc d'essai a été conçu et testé durant des études précédentes afin de pouvoir retrouver des instabilités de joint labyrinthe présentes dans les turbopompes des moteurs spatiaux en utilisant de l'air dans un environnement type laboratoire de recherche.
Le but principal sera de vérifier, à travers une campagne expérimentale, comment la stabilité des jointes labyrinthe est influencée par les différents paramètres du problème. En particulier, en partant des modifications du banc introduites récemment, qui permettent la mise en rotation de l’arbre, on étudiera l’impact de la vitesse de rotation sur le déclanchement des instabilités pour différentes géométries de joint labyrinthe. Les résultats expérimentaux seront analysés et comparés aux résultats du modèle analytique développé au LTDS dans le contexte des thèses précédentes.
1. Prise en main du banc Minotaur et des études passées aussi bien au niveau des composants, de l'utilisation et du montage du banc.
2. Modifications du banc pour augmenter la vitesse de rotation.
3. Définitions d’autre géométries de joints labyrinthe à étudier.
4. Réalisation des essais de déclanchement d'instabilités aéroélastiques dans les joints labyrinthe et caractérisation des différents comportements et leurs mécanismes d'apparition (cycle limite, réponse forcée, instabilité)
5. Comparaison essais-modèles
6. Rédaction du mémoire de thèse et d'éventuels articles
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Titulaire d'un Master 2 en Mécanique des Fluides, ou équivalent
- Capacité à travailler en équipe
- Autonomie, prise d'initiatives
- Capacité à communiquer ses résultats à l'écrit et à l'oral.
LTDS
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