Jonathan Champagne : Prédire le comportement de nouveaux caoutchoucs industriels

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En décembre 2017 a été inaugurée la Chaire Design & Engineering of Elastomers and Polymers (DEEP) avec Hutchinson, l’ESPCI Paris et Mines ParisTech. Une synergie entre la physico-chimie, la physique et la modélisation/simulation numérique qui permet de se positionner sur l’analyse de l’ensemble du cycle de vie du polymère pour l’innovation et la conception de nouveaux matériaux aux propriétés mécaniques exceptionnelles, aidant ainsi à la conception de nouvelles générations de polymères et composites dans une optique d’allègement et de réduction d’émission de C02.
Doctorant au sein de cette Chaire DEEP Hutchinson, Jonathan Champagne développe un modèle pour comprendre et prédire les propriétés du caoutchouc renforcé et les appliquer au secteur industriel, notamment pour les amortisseurs de traînée hélicoptère et les supports moteur avion.

Première école d’ingénieurs en France par son volume de recherche partenariale, MINES ParisTech, membre de l’université PSL, se donne pour ambitions, par la recherche et l’innovation, de répondre aux enjeux scientifiques et technologiques de demain notamment dans les domaines de la transition énergétique et des sciences prédictives pour l’industrie du futur.

Pour refléter cette dynamique, MINES ParisTech vous propose régulièrement de découvrir le portrait et le parcours de doctorants de talent. Aujourd’hui, rencontre avec Jonathan Champagne, Doctorant MINES ParisTech dans le cadre de la Chaire DEEP Hutchinson (Design & Engineering of Elastomers and Polymers).

Au cours de son parcours en école d’ingénieurs à Centrale Marseille entre 2013 et 2017, Jonathan se découvre une passion pour la mécanique lors d’un semestre, entre mars et juillet 2015, à l’Université de Beihang (BUAA) à Pékin : « une révélation, c’était formidable d’être avec des personnes de différentes nationalités et d’avoir des échanges sur un seul et même domaine. »

De septembre 2015 à janvier 2016, à l’occasion de son année de césure, il rentre pour la première fois en contact avec l’équipe de Sabine Cantournet, enseignante-chercheur au centre des matériaux MINES ParisTech, suite au conseil d’un de ses professeurs. Il y découvre la mécanique des matériaux polymères et en particulier des nombreuses non-linéarités comportementales des caoutchoucs renforcés. Encore à la recherche de sa future voie, ce stage le décide à se diriger vers la recherche plutôt que vers un bureau d’étude. « A 25 ans, être à l’origine de quelque chose de nouveau, proposer et tester un modèle est pour moi bien plus créatif et excitant. »

Une thèse consacrée aux élastomères renforcés

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En février 2016, il entame la deuxième partie de sa césure par un projet humanitaire dans l’archipel du Vanuatu où il participe, avec son meilleur ami, au développement d’un nouveau système de séchage des graines issues des cabosses pour les producteurs de cacao. Ce travail a permis la montée en qualité des fèves ainsi produites. Cette prouesse provoque chez lui un déclic qui orientera définitivement son parcours.

Le goût de la recherche, de l’industrie, les opportunités de travailler au bout du monde : la motivation est entière pour enchaîner sur une thèse après sa dernière année.

En octobre 2017, c’est au sein de la Chaire DEEP Hutchinson, encadré par Sabine Cantournet à MINES ParisTech et François Lequeux de l’ESPCI Paris, que Jonathan Champagne consacre sa thèse à la « Modélisation physico-mécanique du comportement non linéaire des élastomères renforcés ». Ce sujet de thèse lui permet de poursuivre ses travaux de recherche initiés lors de son stage de césure et poursuivit lors de son stage de fin d’étude. Il trouve dans ce laboratoire une excellente qualité d’encadrement alliée à un entourage de spécialités très diverses autour des matériaux.

Jonathan travaille sur les élastomères renforcés : une matrice de silicone consolidée par des nano-particules de silice. La présence de ces renforts améliore de façon significative certaines de ses propriétés mécaniques comme la rigidité, la dissipation, la tenue en fatigue et la résistance à l’abrasion.

De ce fait, ces élastomères sont largement utilisés dans l’industrie (amortisseurs de traînée hélicoptère, supports moteur avion). C’est pourquoi les propriétés mécaniques de ces matériaux doivent pouvoir être prédites.

Demain… Il espère ouvrir les portes de la R&D en entreprise, en France ou ailleurs en Europe et dans le monde, et poursuivre dans la recherche, une voie qui est résolument la sienne ; celle de la compréhension physique.

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