Sujet de thèse CEMES/FRAMESPA

logo Université Toulouse Paul SabatierTitre Etude des alliages aéronautiques entre 1930 et 1945 : premier apogée de la recherche sur les matériaux au service de l’aviation militaire

Directeurs de thèse
Magali Brunet, CR1 / HDR, CEMES (UPR 8011) / CNRS, Physique des matériaux, Patrimoine Culturel
Jean-Marc Olivier, Prof / HDR, FRAMESPA (UMR 5136) / Université Toulouse Jean Jaurès / CNRS, Histoire de l’aéronautique

Sujet
La thèse proposée porte sur l’étude des alliages légers aéronautiques entre 1930 et 1945, période clef où l’emploi de l’aluminium dans les structures d’avions s’est généralisé et où la montée des nationalismes et la course à l’armement ont fortement stimulé la recherche et le développement dans le domaine de l’aviation militaire des nations européennes et des Etats-Unis.
Dans ce sujet, l’approche science des matériaux est essentielle à la compréhension des évolutions techniques car les propriétés de ces alliages d’aluminium (Duralumin pour la plupart) sont régies par leur structure (micro et nano) qui est un marqueur des différentes étapes de fabrication. L’étude de la structure permet ainsi, indirectement, d’apporter des données sur les lieux d’approvisionnement et les procédés de mise en forme des alliages. L’objectif est alors de révéler les interactions croisées entre le contexte et le matériau. Cette étude se fera par une double approche : analyses en laboratoire de prélèvements d’avions (encadrement CEMES) et recherches historiques (encadrement FRAMESPA). La thèse est à ce titre fortement interdisciplinaire entre sciences humaines et sociales (histoire et patrimoine) et sciences des matériaux (physique, chimie).
Il s’agira d’étudier les alliages d’aluminium et les technologies associées sur un panel d’avions d’époque, principalement des chasseurs : français (Dewoitine D.520, Latécoère 298), anglais (Spitfire, Mosquito), allemands (Messerschmitt Bf 109, Dornier 217) ou américain (Mosquito, P51 Mustang) reflétant les avancées techniques et scientifiques des nations à cette période. Pour ce faire, les analyses se feront via des prélèvements effectués sur des épaves et/ou des avions de collection. Certains appareils ont été retrouvés dans le massif pyrénéen (collection de G. Collaveri, archéologie aéronautique), d’autres appartiennent à la collection des Ailes Anciennes de Toulouse ou la collection du Musée du Bourget. Ces appareils, notamment le Dewoitine D.520, le Messerschmitt 109 ou le Spitfire correspondent à un bond technologique considérable, qui sera au cœur du sujet.
En laboratoire, au CEMES et ponctuellement dans les laboratoires partenaires (CIRIMAT, LGC, Centre Raimond Castaing sur le site toulousain, SIMaP à Grenoble), les échantillons collectés seront soumis à diverses analyses afin d’en déterminer la structure et la composition à différentes échelles (du nanomètre au millimètre) : diffraction des rayons X, diffusion centrale des rayons X ou neutrons, microsonde électronique, microscopie électronique en balayage ou en transmission etc. Les propriétés mécaniques des alliages d’aluminium anciens dans leur état actuel seront également extraites.
L’approche du contexte historique se fera au travers de recherches en archives: documents techniques des avionneurs, ou des producteurs d’alliages, littérature scientifique d’époque etc. Les archives concernant les alliages français et les avions étudiés sont présentes à l’Institut de l’Histoire de l’Aluminium (fonds Pechiney), au Musée du Bourget ou aux archives départementales de la Haute-Garonne qui possèdent un fond Dewoitine classé. Les archives concernant les avions américains, anglais ou allemands seront abordées via les contacts étrangers : Smithsonian Institution (US), Musée Rolls Royce (UK).
Le recoupement d’informations extraites des archives et celles extraites du matériau même permettra d’évaluer l’impact des avancées dans le domaine des matériaux sur les performances des avions et, inversement, voir en quoi la pression des avionneurs et des décideurs (politiques ou militaires) poussa à l’amélioration des performances des matériaux.
Du point de vue science des matériaux, ces alliages anciens n’ont encore jamais été étudiés avec les techniques d’analyse modernes. La thèse aboutira alors à élargir les connaissances sur la microstructure, les propriétés des premiers alliages d’aluminium et sur leur vieillissement, ce qui permettra d’apporter des solutions aux problèmes de conservation-restauration soulevés par les musées de l’Aéronautique.

Procédure pour la candidature
La Bourse de l’Ecole Doctorale Aéronautique Astronautique (EDAA) est soumise à une sélection basée sur la pertinence du sujet et la qualité du candidat.

Pour constituer le dossier, il est demandé :
- un CV
- une lettre de motivation
- une lettre de recommandation attestant d’une expérience « recherche ».

La sélection des candidats se fera selon le calendrier suivant :
- Jusqu’au 26 mai 2017 : envoi des candidatures auprès des directeurs de thèse

Magali Brunet, CEMES, CNRS, magali.brunet@cemes.fr
Jean-Marc Olivier, FRAMESPA –Université Jean Jaurès, jean-marc.olivier@univ-tlse2.fr

Prévoir une rencontre sur Toulouse courant ou fin du mois de mai.

- 6 juin 2017 : Transmission du dossier du candidat retenu à l’EDAA
- 15 juin matin : audition des candidats par l’école doctorale pour sélection. 10 min de présentation, 10 min de questions

Profil du/de la candidat(e)
Détenteur(rice) d’un master dans un des domaines suivants : sciences des matériaux, archéométrie, conservation-restauration, le candidat(e) devra avoir des bases en physique et/ou chimie des matériaux et des connaissances concernant une ou plusieurs des méthodes d’analyse mentionnées (analyses élémentaires ou structurales). Par ailleurs, du fait du sujet pluri-disciplinaire et donc de la nécessité de travailler avec des approches méthodologiques et scientifiques propres à chaque spécialité (histoire et sciences des matériaux), il/elle devra montrer une grande capacité d’adaptation. Sont également demandées : autonomie, rigueur et prises d’initiatives.