Offre de stage
Temps plein
Master
Entre 0 et 2 ans
Stagiaire
Les alliages d’aluminium de la série 2000 sont très couramment utilisés dans le secteur aéronautique du fait de leurs très bonnes propriétés mécaniques spécifiques.
En plus des sollicitations mécaniques liées à leur utilisation, les structures aéronautiques sont également soumises à des environnements qui peuvent altérer leur intégrité. Des traitements de surface d’anodisation permettent de faire croître un film protecteur de faible épaisseur et ainsi d’améliorer la résistance à la corrosion de ces alliages.
Toutefois, des phénomènes de fissuration ou de faïençage – suite à des sollicitations thermiques – peuvent survenir et réduire considérablement leur tenue à la corrosion dans des environnements sévères. La compréhension de ces phénomènes de dégradation des films anodiques et l’identification et la prise en compte des paramètres influents, permettront d’améliorer le comportement thermique des composants anodisés.
De la modélisation à la décarbonation : la MDO comme moteur de transformation lors du 4e workshop européen
Du 3 au 5 juin, l’ISAE-SUPAERO a ouvert ses portes au 4ᵉ European Workshop on MDO for Industrial Applications in Aeronautics. Pendant trois jours, chercheurs, ingénieurs et industriels se sont réunis pour échanger autour des avancées dans un domaine devenu essentiel à la conception aéronautique.
Un workshop international au cœur des avancées en MDO
L’événement, organisé en collaboration avec l’ONERA, le DLR, l’IRT Saint Exupéry et la NASA, a rassemblé près de 150 participants, facilitant un dialogue fructueux entre recherche académique et besoins industriels.
Un programme riche et varié, piloté par Joseph Morlier, professeur en optimisation de conception multidisciplinaire à l’ISAE-SUPAERO, Nathalie Bartoli, directrice de recherche à l’ONERA et professeure associée à l’ISAE-SUPAERO, et Christian Gogu, professeur en optimisation et fiabilité des structures à l’ISAE-SUPAERO.
Au rang des sujets phares, la modélisation multi-fidélité a été largement discutée, illustrant la manière de combiner modèles rapides et modèles haute-fidélité pour optimiser efficacement sans sacrifier la précision. Les approches intégrant l’intelligence artificielle ont également retenu l’attention, notamment par l’utilisation de techniques d’apprentissage automatique pour accélérer les simulations et guider les processus d’optimisation. Tandis que la dimension environnementale a occupé une place centrale, avec des présentations dédiées pour réduire l’empreinte carbone des avions.
« Alors qu’il était difficile de faire avancer l’industrie il y a quelques années, principalement en raison des cloisonnements disciplinaires, la MDO progresse, les bénéfices des recherches académiques sont aujourd’hui intégrés de manière rapide, principalement grâce à l’offre de codes open source (SMT, OpeMDAO, Gemseo, etc.) ainsi que de benchmarks multidisciplinaires (aile CRM de la NASA, moteur à réaction du DLR, etc.) », a souligné Joseph Morlier, mettant en perspective l’évolution récente de l’écosystème MDO.
Des interventions marquantes et des collaborations interdisciplinaires
Parmi les interventions notables, la keynote de Benjamin Philips (NASA Langley Research Center) a suscité un vif intérêt. Intitulée « Transforming MDAO: How We Can Bridge the Gap Between Academic Development and Industry Adoption », sa keynote proposait une réflexion critique sur les outils et pratiques actuels de la MDO dans le cadre du projet Transformative Tools and Technologies (TTT) de la NASA. Benjamin Philips a notamment mis en lumière les tensions persistantes entre avancées méthodologiques académiques et exigences de robustesse industrielle, tout en esquissant des pistes de rapprochement. Des échanges nourris ont clôturé sa présentation.
De son côté, Laura Mainini, professeure en Aerospace Computational Design au Département d’Aéronautique d’Imperial College London, a centré son intervention sur l’intérêt d’exploiter différents niveaux de fidélité dans les processus d’optimisation. Elle a montré comment le recours combiné à des modèles rapides et haute-fidélité permet d’équilibrer précision et coût computationnel, en particulier lorsqu’il s’agit d’intégrer des considérations environnementales dès la phase de conception. Son approche, à l’interface entre modélisation avancée et durabilité, ouvre des perspectives pour une MDO plus agile et adaptée à la complexité croissante des systèmes aérospatiaux.
Les sessions techniques ont permis de faire dialoguer une diversité d’acteurs, issus notamment de l’ONERA, du DLR (Centre aérospatial allemand), de l’IRT Saint Exupéry, de Dassault Aviation, d’Airbus, de Safran, d’Imperial College London, de Rolls-Royce, de l’Université de Sheffield et de Southampton, de Vicomtech ou encore de l’Université de Cagliari. Ces contributions ont abordé des problématiques concrètes, telles que le couplage entre disciplines dans les configurations hybrides-électriques, la gestion de modèles multi-fidélité ou encore l’optimisation orientée vers les performances environnementales.
Une dynamique collaborative en faveur de la durabilité
La dernière journée a été marquée par une session spéciale dédiée au projet européen NEXTAIR, financé dans le cadre d’Horizon Europe. Ce programme vise à développer de nouvelles méthodologies pour l’optimisation des systèmes complexes dans le secteur aéronautique, en intégrant dès la conception des critères environnementaux et de soutenabilité. Cette session a permis de présenter des cas d’application concrets et de valoriser les résultats obtenus sur des scénarios industriels.
Ce workshop a également mis en valeur l’excellence de la recherche française en MDO, et notamment le rôle structurant joué par l’ISAE-SUPAERO, dont les travaux en optimisation pour la conception aéronautique s’inscrivent dans une dynamique européenne et collaborative.
« Nous avons tous démontré l’importance des couplages interdisciplinaires au travers de discussions intenses et productives. La prise en compte de ces couplages permettra de changer les mentalités au sein de l’industrie aérospatiale : le problème n’est plus d’optimiser les véhicules aérospatiaux ou leurs trajectoires, mais principalement de permettre à un voyageur de se déplacer d’un point A à un point B en minimisant les impacts sur la planète. », a rappelé Joseph Morlier, « cette tendance a été démontrée lors de sessions de posters très intéressantes présentées par de nombreux doctorants internationaux. »
L’implication des jeunes chercheurs et des doctorants de l’Institut (Shantanu Sapre, Ousmane Sy, Shubham Deshmukh) a en effet largement contribué au bon déroulement de l’événement, tant sur le plan logistique que scientifique. « Ce workshop a nécessité beaucoup de préparation en amont, mais grâce au dévouement de tous les membres de l’équipe d’organisation cela nous a permis de poursuivre sur la lancée des dernières éditions et accroître encore la participation, cette édition étant de loin celle avec le plus grand nombre de participants. » a témoigné Christian Gogu.
Enfin, comme l’a résumé Nathalie Bartoli : « Cet événement était à la fois riche techniquement et humainement, marqué par la qualité des échanges, une atmosphère chaleureuse, et une belle dynamique de collaboration au sein de la communauté MDO européenne. »
Le MDO dans le DMSM
Le Département de recherche Mécanique des Structures et Matériaux (DMSM) oriente ses recherches autour des problématiques d’endommagement de structures composites, de fatigue des matériaux et structures métalliques, de dynamique vibratoire et enfin de méthodes numériques pour la mécanique. Au sein du département, le Multidisciplinary Design Optimization (MDO), ou Optimisation de Conception Multidisciplinaire, est une approche méthodologique qui vise à optimiser la conception de systèmes complexes en prenant en compte simultanément plusieurs disciplines d'ingénierie.
Contrairement aux méthodes traditionnelles où chaque discipline est optimisée de manière séquentielle, le MDO intègre les interactions entre disciplines dès les premières phases de conception, permettant ainsi d'identifier des solutions globalement optimales.
En aéronautique, le MDO intègre dans le cadre de ses recherches plusieurs disciplines telles que l’aérodynamique, la structure ou la propulsion, permet d’optimiser globalement les avions en conciliant performances, sécurité, poids et consommation. Cette approche systémique s’impose aujourd’hui comme une réponse incontournable aux défis techniques et environnementaux du secteur.
Fabrication additive de matériaux à gradient de propriété
Offre de post-doctorat
Temps plein
3300€ brut / mois
Doctorat
Chercheur post-doctorant
Face à des événements accidentels (collision, crash, impact de débris, etc.) ou liés au contexte de la mission (agression militaire ou terroriste, etc.), les zones sensibles et fonctionnelles des véhicules terrestres, aéronautiques et spatiaux, ainsi que des navires et sous-marins, nécessitent des systèmes de protection alliant performance balistique et légèreté.
L’optimisation numérique de ces systèmes de protection s’est longtemps heurtée au problème de leur fabrication. Cette limite a été en partie surmontée grâce au développement continu des techniques de fabrication additive, qui permettent désormais de produire des matériaux fonctionnels à l’architecture complexe. Souvent évalués de manière statique ou sous impact à faible vitesse, les performances de ces matériaux sous impact à grande vitesse restent lacunaires.
L’objectif de ce projet est d’utiliser la fabrication additive métallique pour développer des matériaux à gradient de propriétés et d’évaluer leur performance dans des applications d’absorption d’énergie balistique.
Le DMSM à l’Institut Clément Ader (ICA)
En 2019, 90 chercheurs et chercheurs associés organisent et coordonnent leurs activités dans quatre groupes de recherche :
- MSC : Matériaux et Structures Composites
- SUMO : Surface, Usinage, Matériaux et Outillages
- MS2M : Modélisation des Systèmes et Microsystèmes Mécaniques
- MICS : Mesure Contrôle Surveillance
Le DMSM est présent dans trois de ces quatre groupes de recherche : MSC, SUMO, et MS2M.
Implication dans les activités du groupe MSC
Quatre professeurs du DMSM effectuent leurs activités de recherche au sein du groupe Matériaux et Structures Composites Groupe MSC : de l’ICA, principalement dans l’axe SIMU, mais également dans certaines thématiques de l’axe MAPP.
Axe 1 – Structures, impact, modélisation, usinage (S.I.M.U.) :
- Thème 1 : Impact – crash
- Thème 2 : Modélisation du comportement
- Thème 3 : Usinage
Axe 2 – Matériaux, Propriétés et Procédés (M.A.P.P.) :
- Thème 1 : Simulation des procédés
- Thème 2 : Procédés émergents
- Thème 3 : Outillage
- Thème 4 : Matériaux et méthodes innovantes pour l’étude multiéchelles des propriétés
Certaines activités liées aux composites, mais également à des thématiques d’autres groupes de recherche du laboratoire, sont également abordées par l’équipe au sein des axes transverses UMM et ASM de l’ICA. L’équipe développe des partenariats avec des acteurs académiques et industriels, parfois autour de projets multi-partenariaux français ou européens structurants (ANR, FUI,…), ou régionaux.
Académiques
Industriels
Implication dans les activités du groupe SUMO
Trois Professeurs du DMSM alimentent et co-animent les activités de recherche de l’Axe 1 du groupe Surface, Usinage, Matériaux et Outillages (Groupe SUMO).
Axe 1 – Fatigue, Modélisation, Endommagement et Usure (F.A.M.E.U.) :
- Thème 1 : Analyse d’échanges thermiques interfaciaux
- Thème 2 : Tribologie et usure à chaud et à froid
- Thème 3 : Modélisation du comportement et la durée de vie sous sollicitations thermomécaniques
Axe 2 – Propriétés d’Usage et Microstructures des Matériaux Avancés (P.U.M.A.) :
- Thème 1 : Mécanismes de déformation plasticité et évolution microstructurale en relation avec les propriétés macroscopiques
- Thème 2 : Endommagement et vieillissement sous sollicitations mécaniques, thermiques et environnementales
- Axe 3 – Usinage et Mise en forme (Usi.M.e.F) :
- Thème 1 : Amélioration de la qualité d’usinage
- Thème 2 : Positionnement d’outil optimisé sur surface gauche, stratégie d’usinage optimisée
- Thème 3 : Chaine numérique de la conception et la tenue en service des outillages : Virtual Lab®
Les moyens utilisés
- Expérimentaux : stéréo-corrélation, microscopie (MO, MEB, EDX), machines de fatigue (uniaxiale et multiaxiale), nano-indenteur instrumenté…,
- Numériques : ABAQUS, LS-DYNA, NASTRAN, Z-set (Zébulon, Zmat).
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Implication dans les activités du groupe MS2M
Dix Professeurs du DMSM alimentent et co-animent les activités de recherche de l’Axe 1 et de l’Axe 2 du groupe Modélisation des Systèmes et Microsystèmes Mécaniques (Groupe MS2M) :
Axe 1 – Ingénierie des Systèmes et des Microsystèmes (I.S.M.) :
- Thème ISM1 : Conception optimale multidisciplinaire ou sous incertitudes
- Thème ISM2 : Microfluidique et microsystèmes mécaniques
- Thème ISM3 : Systèmes, assemblages mécaniques et actionneurs embarqués
Axe 2 – Intégrité des Structures et des Systèmes (I.S.S.) :
- Thème ISS1 : Dynamique vibratoire des structures et des systèmes
- Thème ISS2 : Structures sous sollicitations sévères
- Thème ISS3 : Développements numériques en calcul des structures
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Département Mécanique des Structures et Matériaux
Notre département de recherche
La synergie entre l’enseignement et la recherche au sein du Département Mécanique des Structures et Matériaux (DMSM) vise à amener les étudiants et les chercheurs associés, dans une démarche d’exigence et de créativité, à construire à la fois un savoir-faire et une grande ouverture d’esprit nécessaires à l’innovation et l’excellence.
Elle s’appuie sur des équipes de professeurs, d’enseignants et ingénieurs chercheurs, d’ingénieurs de techniciens et de personnels administratifs de laboratoire qui ancrent les recherches dans les activités de l’Institut Clément Ader, qui animent et développent des thèmes transverses de l’équipe d’accueil ISAE-Recherche, et permettent de faire émerger des axes renouvelés de recherche appliquée à la pointe des innovations technologiques.
Les activités du Département Mécanique des Structures et Matériaux (DMSM) sont soutenues par des partenariats forts.
Divers projets de recherche ou de recherche et développement permettent aux élèves et auditeurs de l’ISAE-SUPAERO de s’initier à des méthodes et un environnement de travail qui complètent l’approche ingénieur vue en cours. Les projets vont du projet recherche d’élèves aux grands projets ANR (Agence Nationale pour la Recherche) ou FUI (Fond Unique Ministériel), et couvrent les phases de développement allant de l’avant-projet à la réalisation de démonstrateurs.
enseignants-chercheurs
Ingénieur-chercheur
Doctorants
Post-doctorants
articles par an
En conjuguant recherche appliquée et formation exigeante, nous préparons des ingénieurs capables d’innover. Grâce aux nombreux partenariats que nous développons, ils se confrontent aux défis réels de l’ingénierie, développant ainsi créativité, rigueur et capacité d’adaptation indispensables à leur futur métier.
Catherine Mabru Cheffe du départementNos activités de recherche
Avec le Laboratoire de Génie Mécanique de l’Université de Toulouse III Paul Sabatier et de l’INSA, et le Centre de Recherche Outillages Matériaux et Procédés de l’École des Mines d’Albi, le DMSM de l’ISAE-SUPAERO est l’un des trois membres fondateurs de l’Institut de Génie Mécanique de Toulouse, devenu l’Institut Clément Ader labellisé Unité Mixte de Recherche du CNRS (UMR CNRS 5312 ICA).
Les recherches menées au DMSM visent l’élaboration de méthodes et outils de conception de structures aérospatiales à l’usage de l’ingénieur. Pour répondre au mieux aux besoins en permanente évolution de l’industrie et de la recherche, elles s’articulent autour de trois thèmes forts qui ancrent les activités recherche au sein de trois Groupes de l’Institut Clément Ader (ICA) et permettent de faire naître des thèmes émergents ouverts aux collaborations et échanges avec l’extérieur de l’ISAE-SUPAERO et l’extérieur de l’ICA. Ces activités permettent aussi d’alimenter deux thèmes transverses au sein de l’ISAE-SUPAERO:
- Optimisation Multidisciplinaire (MDO),
- Couplages fluides-structures (FSI).
Les trois thèmes de recherche du DMSM font le pont avec les blocs d’enseignement Modélisation et Dimensionnement du Tronc Commun et avec les cours des trois parcours de la filière Structure et Matériaux de la 3ᵉ année de la formation ingénieur, et avec les formations Masters.
Durabilité et tolérance aux dommages des matériaux composites & métalliques
Thématiques de recherche
Les recherches menées visent à mieux comprendre l’endommagement des matériaux composites et métalliques, sous sollicitations d’impact ou de crash, ou en fatigue.
Modélisation et qualification statique & dynamique des structures aérospatiales
Thématiques de recherche
Les travaux sont orientés essentiellement vers le développement de modèles, méthodologies et stratégies de modélisation déterministes ou incertaines des structures.
Conception & simulation conditionnées par des exigences multi-physiques
Thématiques de recherche
Ce thème s’intéresse au développement de méthodes, de modèles et stratégies de modélisation de structures et matériaux dans le but de vérifier des exigences de performance, de qualification ou de certification.
Asai Gustavo, Jansari Chintan, Lachaud Frédéric, Masania Kunal, Morlier Joseph, Ecodesign of 3D volumetric fiber-composite structures with topology optimization. 2025,...
A Review on Metallic Drilling Burrs: Geometry, Formation, and Effect on the Mechanical Strength of Metallic AssembliesFrutos Taravillo, Santiago, Paroissien Eric, Landon Yann, Schwartz Sébastien, Fressinet Mathieu, Chirol Clément, A Review on Metallic Drilling Burrs: Geometry,...
Fatigue behavior of additively manufactured 316L stainless steel: Competition between the effects of defects and microstructureRoirand, Hugo, Hor Anis, Malard, Benoit, Saintier Nicolas, Fatigue behavior of additively manufactured 316L stainless steel: Competition between the effects...
Digital Thread-Based Optimisation Framework for Aeronautical Structures: A Vertical Tail Plane Use Casede Longueville Sébastien, Bouvet Christophe, Bénard Emmanuel, Jézégou Joël, Gourinat Yves, Digital Thread-Based Optimisation Framework for Aeronautical Structures: A Vertical...
Aerostructural optimization of high-aspect-ratio wings: navigating complex trade-offs : AeroBest 2025 – III ECCOMAS Thematic Conference on MultidiscipSY, Ousmane, Morlier Joseph, Bénard Emmanuel, Aerostructural optimization of high-aspect-ratio wings: navigating complex trade-offs : AeroBest 2025 – III ECCOMAS...
Nos ressources et moyens
Nos équipes
Le DMSM est constitué de :
- une Équipe Scientifique composée de personnels permanents (1 chercheur et 17 enseignants-chercheurs dont 11 HDR) encadrant des personnels non permanents (doctorants, postdoctorants, ingénieurs recrutés sur conventions pour une période déterminée) ;
- un Groupe Technique Laboratoire (GTL) composé de 8 personnes ingénieurs, techniciens et agents d’essai et instrumentation. Ce groupe oeuvre aussi bien sur le site DMSM du Pôle Mécanique qu’à l’Espace Clément Ader au sein de l’UMR 5312 ;
- un Groupe Technologie Mécanique (GTM) composé également de 8 personnes ingénieurs, techniciens et agents de conception & fabrication, oeuvrant au sein de l’atelier du DMSM au service des missions technologiques de l’ensemble des départements de l’ISAE-SUPAERO. Comme le GTL, il appuie à la fois les travaux pédagogiques (projets d’élèves) que les R&D (conception & réalisation de montages) tout en assurant la coordination des activités prospectives liées à la fabrication ;
- une cellule de gestion du département comprenant l’assistante de direction du département et l’assistante de gestion du département ;
- un ingénieur développement méthodes et outils numériques pour la mécanique travaillant au bénéfice des groupes, équipe et cellule précédents.
A ces 37 permanents s’ajoutent en moyenne une quarantaine de doctorants, post-doctorants, ingénieurs sur projet, une vingtaine de stagiaires niveau M2 ou M1, 5 professeurs invités ou associés (TU Delft, Ecole Polytechnique de Montréal) amenant les effectifs du DMSM à environ 100 personnes, réparties sur les sites de l’ISAE-SUPAERO et de l’Institut Clément Ader.
L’équipe scientifique exerce des activités d’enseignement et de recherche.
Les enseignements dispensés prioritairement à l’ISAE-SUPAERO sont décrits dans l’offre de formation du DMSM.
Les activités de recherche alimentent trois thèmes scientifiques fortement ancrés dans trois des quatre groupes de l’Institut Clément Ader (UMR CNRS 5312, MSC, MS2M, et SUMO), et deux thèmes transverses en partenariat avec les autres départements au sein de l’ISAE-SUPAERO
L’articulation avec l’équipe administrative et technique se fait au travers de l’enseignement et de la recherche. Des cours de fabrication composite par exemple sont proposés en 2ᵉ et 3ᵉ année de la formation ingénieur et dans le cadre des PREX (travaux de pratiques expérimentales).
Ces cours s’appuient sur un double encadrement de l’équipe scientifique et des groupes techniques.
Ils permettent aux futurs ingénieurs de faire le lien entre les enseignements scientifiques et la réalité pratique, et de manipuler très concrètement les structures et les matériaux qu’ils dimensionnent.
Cette dualité est également le cadre offert à tous les élèves de l’ISAE-SUPAERO pour les projets académiques de recherche, d’innovation et de créativité.
L’équipe technique et administrative est organisée autour d’un Groupe Technique Laboratoire (GTL) et d’un Groupe Technologie Mécanique (GTM), supervisées chacune par un Responsable Technique.
Les groupes sont placés sous l’autorité du Chef de Département, au service de l’ISAE-SUPAERO et en particulier des activités de recherche du DMSM.
Groupe Technique Laboratoire
Ce groupe technique est en charge et opère le plateau d’essai et d’analyse des matériaux et structures. Il dispose d’un ensemble de plateformes et de moyens, avec certaines installations expérimentales remarquables.
Les équipements sont répartis entre le campus de l’ISAE SUPAERO et le site de Toulouse Montaudran de l’Institut Clément Ader (ICA UMR CNRS 5312).
Groupe Technique Mécanique
Ce groupe assure une mission de bureau d’études, et de fabrication mécanique et composite.
Ses activités répondent aux besoins technologiques et expérimentaux de l’ISAE-SUPAERO. Ce groupe gère l’atelier et met son personnel qualifié au service de tous les départements de l’ISAE-SUPAERO, de leurs activités et leurs projets de recherche, en particulier pour les projets académiques ou de recherche portés par l’équipe scientifique du DMSM.
Cette équipe est basée sur le campus ISAE-SUPAERO.
Nos moyens et responsabilités techniques
Le DMSM dispose de moyens classiques de fabrication, d’expérimentation, et d’analyse qui sont mis à la disposition des élèves et des chercheurs de l’Institut Clément Ader (UMR CNRS 5312) et de l’ISAE-SUPAERO.
Des moyens plus spécifiques et remarquables ont également fait l’objet de développements et d’études pour les activités de recherche.
- Une plateforme d’essais Mécaniques : essais statiques 10kN à 100kN, essais de fatigue 2.5kN à 250kN, essais de structures,
- Une plateforme d’essais Dynamiques : essais de vibrations, barres de Hopkinson,
- Une plateforme d’Analyse et Contrôle : microscopie électronique et optique, CND par ultrasons, métrologie (numérisation 3D, états de surfaces, duromètres),
- Une plateforme d’Instrumentations : caméras rapides, stéréo-corrélation d’images (extensométrie optique), acquisitions rapides, capteurs de mesure.
Des équipements et des montages spécifiques peuvent être développés pour équiper ces moyens, pour des expérimentations particulières non communes.
- Un vibrateur 10kN pour essais de vibrations, équipé d’un vibromètre laser avec dérotateur : Le vibrateur est idéal pour les vibrations et l’essai de choc mécanique utilisant une excitation sinusoïdale, aléatoire ou transitoire. La plage de fréquences s’étend de 5 Hz à 3000 Hz.
- Des lanceurs à gaz pour impact rapide de billes sur matériaux et structures, 150 m/s, 30 kJ, dotés de caméras rapides : ces équipements permettent d’étudier la dynamique de l’impact et d’évaluer les performances de résistance à la pénétration ou la perforation des matériaux et structures.
- Des tours de chute dont une tour haute pour impact instrumenté sur matériaux et structures, hauteur 6m, 10 m/s, chariots guidés de 2kg à 250kg, 14,7 kJ : cet équipement permet la réalisation d’essais d’impact ou d’écrasement à basse vitesse sur matériaux ou petites structures. Un chariot guidé vient impacter ou emporte une structure éprouvette en bas de la trajectoire de chute. Plusieurs montages sont disponibles selon la problématique d’essais : impacts normalisés, crash, compression dynamique…
- Une enceinte à vide spatial pour tester le comportement de matériaux et composants liés au spatial sous vide thermique : en condition spatiale (vide secondaire 10-6 mbar et température -80°C à +150°C), le comportement de matériels électroniques en fonctionnement ou de matériaux sont évalués.
- Un nano-indenteur pour caractériser les couches superficielles des matériaux, 0.1 à 500mN : il permet de déterminer les propriétés mécaniques (dureté et module élastique) des films minces, revêtements et substrats sur la majorité des matériaux.
- une machine de fabrication additive métallique par dépôt de poudre - fusion laser (Laser Metal deposition – LMD)
- une machine de fabrication additive métallique par dépôt filaire (Wire Arc Additive Manufaturing – WAAM)
Le DMSM dispose de serveurs et stations de calcul sous environnement LINUX et Windows, et a accès via l’Institut Clément Ader (UMR CNRS 5312) au centre de calcul CALMIP pour les calculs massivement parallèles. Il utilise également le supercalculateur PANDO de l’ISAE-SUPAERO.
Le DMSM utilise les codes de calculs commerciaux de ses partenaires de recherche et des codes maison pour ses besoins propres d’évaluation scientifique ou de couplage non intrusif : Abaqus ®, Nastran ®, Samcef ®, Radioss ®, LS-Dyna ®, Europlexus ®, Impetus Afea Solver ®.
Nos enseignements
Les activités d’enseignement portées par le Département Mécanique des Structures et Matériaux couvrent les disciplines scientifiques relatives à la mécanique des solides, incluant les matières fondamentales de mécanique générale et des milieux continus.
Les structures – et notamment les structures minces – font l’objet de développements en analyse statique, dynamique vibratoire ou transitoire et thermique, débouchant d’une part sur la certification des structures de type aérospatial, et d’autre part sur l’usage et la qualification des matériaux structuraux métalliques et composites au sein des éléments structuraux.
Les compétences, moyens et ressources du DMSM sont mis à la disposition de l’unité de formation de mécanique des solides :
- de la formation ingénieur généraliste ISAE-SUPAERO,
- de la formation ingénieur de spécialité génie industriel par apprentissage
- de la formation du parcours Recherche « Science pour la Mécanique des Matériaux et des Structures » du Master Génie Mécanique de l’Université de Toulouse,
- des programmes « Aerospace Structures Major » et « Aircraft and Helicopter Engineering (AHE) » du Master in Aerospace Engineering (MAE),
- et des programmes Mastère Spécialisé® AES « Aeronautical and Space Structures » et TAS « Techniques aéronautiques & spatiales ».
Les professeurs du DMSM structurent et animent des équipes d’enseignants vacataires qui interviennent au niveau des enseignements et dans le suivi des différents projets d’élèves : initiation à la recherche, travaux expérimentaux, projets de fin d’étude, souvent réalisés en synergie avec les thèses du département.
Le DMSM coordonne ainsi plus de cent cinquante vacataires provenant de l’industrie et des institutions de formation, recherche et développement.
L’offre de formation du DMSM dans le cursus ingénieur s’articule en cours de Tronc Commun Scientifique (116h) et Modules électifs (11 modules, 320h) en 1ère et 2ème année, qui donnent à l’élève ingénieur la capacité de dialoguer avec des spécialistes de la Mécanique des matériaux et des structures ou de comprendre les approches complexes transverses du dimensionnement.
- En première année
La pratique expérimentale fait partie intégrante de la démarche d’analyse et de modélisation en mécanique du solide. Pour initier les élèves, les préparer à la prise d’autonomie dans la pratique expérimentale, mais aussi afin de les rendre avertis et autonomes dans l’analyse des données et des résultats d’essai leur permettant d’appréhender la limite de validité d’une démarche de modélisation, des projets de Pratique Expérimentale (PrEx) sont proposés en 1ʳᵉ année du cursus ingénieur.
- En deuxième année
Les projets d’initiation à la recherche (PIR) sont l’occasion pour les élèves de se confronter aux méthodes et outils de la recherche. Les sujets proposés sont directement associés aux activités recherche du département.
Entre la deuxième année et la troisième année, le DMSM suit les stages de césure sous sa responsabilité.
- En troisième année
Le DMSM offre aux élèves la possibilité de se spécialiser dans trois parcours de sa filière Structures et Matériaux.
Après avoir suivi les cours de Tronc Commun de filière, les élèves ingénieurs peuvent ainsi consolider leurs connaissances et compétences dans les thèmes scientifiques portés par le DMSM : Mécanique Numérique, Matériaux Aéronautiques et Spatiaux, Structures Aéronautiques et Spatiales.
Certains des modules valident une option du parcours Recherche « Science pour la Mécanique des Matériaux et des Structures » du Master Génie Mécanique de l’Université de Toulouse, et ainsi valident leurs compétences recherche en vue de réaliser une thèse (en laboratoire, CIFRE, …).
Des élèves officiers de l’Armée Saoudienne sont accueillis pour un certificat pendant deux ans au DMSM. Ils sont préparés durant la première année sur le cursus ingénieur des trois années, puis s’inscrivent dans la préparation M2 du Mastère AHE.
Le DMSM supervise et anime quatre cursus de Master dans l’offre de formation de l’ISAE-SUPAERO.
La formation des Masters est au cœur de l’accueil du DMSM aux étudiants ne suivant pas la formation ingénieur, et désirant se former aux métiers du secteur aéronautique et spatial. La formation Master est ouverte à un nombre équivalent d’étudiant, et accueille sur sélection des étudiants non français et non francophones du monde entier.
- Le programme « Aerospace Structures Major » de la mention Ingénierie Aéronautique et Spatiale (MSc in Aerospace Engineering, MAE) du site toulousain s’adresse à des auditeurs titulaires d’un Bachelor d’une université étrangère. Il forme en deux ans à la mécanique des matériaux et des structures aéronautiques et spatiales. Les enseignements sont dispensés en anglais.
- Le programme « Aircraft and Helicopter Engineering » est également proposé dans le cadre du Master Ingénierie Aéronautique et Spatiale (MSc in Aerospace Engineering, MAE). Ce programme s’adresse à des auditeurs titulaires d’un Bachelor. Il vise à amener ses auditeurs à un niveau Master of Science (BAC+5) en ingénierie de la conception et de la maintenance des hélicoptères. Les enseignements sont dispensés en anglais.
Le DMSM supervise et anime quatre cursus de Master dans l’offre de formation de l’ISAE-SUPAERO.
La formation des Masters est au cœur de l’accueil du DMSM aux étudiants ne suivant pas la formation ingénieur, et désirant se former aux métiers du secteur aéronautique et spatial. La formation Master est ouverte à un nombre équivalent d’étudiant, et accueille sur sélection des étudiants non français et non francophones du monde entier.
- Le Mastère Spécialisé® Structures Aéronautiques et Spatiales offre aux auditeurs de l’ISAE-SUPAERO ayant un niveau Master of Sciences (BAC+5) une formation ‘Structures’. Certains enseignements sont mutualisés avec le cursus ingénieur et d’autres - notamment ceux orientés vers les méthodes, outils et projets, sont dérivés de la filière de 3ᵉ année Matériaux et Structures du cursus ingénieur. Les cours sont délivrés majoritairement en français.
- Le Mastère Spécialisé® AMPAS « Advanced Manufacturing Processes for Aeronautical Structures » vise à former des auditeurs de niveau Master of Science (BAC+5) sur les méthodes et les procédés de fabrication des structures aéronautiques et sur l’organisation de la production. Ce mastère est délivré conjointement avec les Mines d’Albi. Les cours sont dispensés en anglais.
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Intégrité scientifique et de recherche
Qu’est-ce que l’intégrité scientifique ?
L’intégrité scientifique renvoie à l’ensemble des règles et des valeurs qui doivent régir les activités de recherche pour en garantir le caractère honnête et rigoureux. Mentionnée dans le code de la recherche (article L. 211-2 du code de la recherche), elle « contribue à garantir l’impartialité des recherches et l’objectivité de leurs résultats ».
Indispensable au bon fonctionnement des communautés de recherche, l’intégrité scientifique est également le socle d’une relation de confiance entre le monde de la recherche et les autres composantes de la société.
Au-delà des spécificités disciplinaires, les bonnes pratiques en matière de recherche reposent sur des principes communs, qu’explicite le code de conduite européen pour l’intégrité en recherche :
- la fiabilité dans la conception, la méthodologie, l’analyse et l’utilisation des ressources ;
- le respect envers les collègues, les participants à la recherche, la société, les écosystèmes, l’héritage culturel et l’environnement ;
- l’honnêteté dans l’élaboration, la réalisation, l’évaluation et la diffusion de la recherche, d’une manière transparente, juste, complète et objective ;
- la responsabilité dans l’exercice d’activités de recherche, de l’idée à la publication, dans leur gestion et leur organisation, dans la formation, dans l’encadrement et le mentorat, et dans les implications plus générales de la recherche.
Référent de l’intégrité scientifique à l’ISAE-SUPAERO
En signant cette charte, l’Institut s’engage notamment à mettre en place une politique d’établissement en matière d’intégrité scientifique et à nommer un « référent intégrité scientifique ».
À ce titre, Monsieur Pierre Magnan, professeur émérite de l’Institut, est nommé référent de l’intégrité scientifique à l’ISAE-SUPAERO.
Le référent de l’intégrité scientifique (RIS) a pour mission de faire respecter par les chercheurs de l’Institut les grands principes constitutifs de l’intégrité scientifique tels qu’ils sont définis par l’OFIS, département du Hceres, et explicités dans le code de conduite européen et décliné dans la « Charte française de déontologie des métiers de la recherche » : viser une recherche fiable, honnête, respectueuse et responsable et lutter contre les manquements.
En particulier, le référent devra :
- mener une action d’information pour la mise en œuvre, et de façon régulière, pour les nouveaux arrivants ;
- participer à une action de formation auprès des doctorants en liaison avec l’École des Docteurs ;
- s’assurer via un relais dans les départements de la tenue régulière de cahiers de laboratoires ;
- animer une page web sur le site internet de l’Institut (sensibilisation, exemples de manquements) ;
- participer au réseau des référents de l’intégrité scientifique des différentes institutions ;
- tenir à jour une liste des manquements avec un compte rendu régulier auprès de la Directrice Générale.
Référent de l'intégrité scientifique (RIS) à l'ISAE-SUPAERO
Pour toute demande de conseil ou pour signaler un éventuel manquement à l’intégrité scientifique (IS) :
Pierre Magnan
Qu’est-ce qu’un manquement à l’intégrité scientifique ?
Toute pratique qui nuit à la fiabilité des résultats et au bon fonctionnement des communautés de recherche est susceptible de constituer un manquement à l’intégrité scientifique. Un manquement peut concerner toutes les dimensions des activités de recherche dans toutes les disciplines, qu’il s’agisse de recherche publique ou privée.
Procédure d’instruction
Toute personne agissant de bonne foi, qui a connaissance d’un manquement possible à l’intégrité scientifique, peut adresser un signalement au référent intégrité scientifique.
Réception
L’allégation de manquement est envoyée par un courriel ou courrier, signé et daté. Cette déclaration décrit la situation et les personnes mises en cause. L’anonymat du lanceur d’alerte est garanti par le référent.
Recevabilité du signalement
Dans la phase d’instruction préliminaire, le référent vérifie que le signalement est suffisamment caractérisé pour donner suite. Dans le cas du déclenchement d’une instruction il informe rapidement les personnes mises en cause.
Instruction
Dans tous les cas, la priorité absolue est accordée aux faits ainsi qu’à la présomption de bonne foi des personnes concernées. Il est entendu que, à tout moment de la procédure et à chaque fois que cela parait possible, le référent peut proposer aux personnes concernées une médiation, afin de régler la situation par une série de mesures pertinentes acceptées par toutes les parties.
L’instruction est menée de manière contradictoire, avec uniformité de traitement, et en faisant si nécessaire appel à des experts indépendants. Le recensement des faits signalés, des faits établis et des arguments fournis par les différentes parties conduisent à la rédaction d’un rapport par le référent intégrité scientifique qui peut l’accompagner de recommandations. Le rapport d’instruction est remis au Président de l’Université.
Suites
La décision quant aux suites à donner au rapport d’instruction appartient à la Directrice Générale de l’ISAE-SUPAERO.
L’intégrité scientifique, l’éthique de la recherche et la déontologie sont trois composantes essentielles d’une conduite responsable en recherche.
L’intégrité scientifique renvoie aux bonnes pratiques en matière de production et de diffusion des connaissances scientifiques. Elle garantit le caractère honnête et rigoureux des activités de recherche.
La déontologie renvoie à un ensemble d’obligations propres à l’exercice d’une profession. En France, lorsqu’un chercheur ou une chercheuse est un agent public, il ou elle voit ses obligations fixées par le Code général de la fonction publique.
L’éthique de la recherche concerne, d’une part, les grandes questions que soulèvent certains développements scientifiques et, d’autre part, des questions plus opérationnelles de conformité de protocoles de recherche aux règles de droit et aux recommandations éthiques en vigueur.
La déontologie renvoie à un ensemble d’obligations propres à l’exercice d’une profession. En France, lorsqu’un chercheur ou une chercheuse est par exemple un agent public, elle voit ses obligations fixées par le Code général de la fonction publique.
- La planification et la mise en œuvre du projet de recherche : défaut d’obtention des autorisations nécessaires (approbation éthique, consentement des participants) ; non-respect des protocoles autorisés ; utilisation abusive de fonds de recherche.
- La gestion et les pratiques en matière de données de toute nature (y compris corpus de textes, archives, images…) : falsification ou fabrication ; gestion ou archivage délibérément déficients ; rétention non justifiée juridiquement, omission ou sélection non justifiée scientifiquement ; traitements statistiques problématiques ; embellissement non mentionné.
- Les pratiques en matière de publication, de communication et d’autorat : plagiat ; signature abusive ou absence de reconnaissance d’une contribution ; auto-plagiat ; non-conformité aux exigences d’usage de l’IA ; citations abusives ou biaisées ; défaut d’impartialité ou de transparence lors d’une prise de parole publique.
- Les interactions entre pairs : peer-reviewing biaisé, appropriation de projets de recherche ou d’idées, déficit d’encadrement, empêchement indu de l’avancement des travaux d’un pair, accusation non-fondée de manquement.
- La non-déclaration de liens ou de conflits d’intérêt, ou leur mauvaise gestion à toutes ou parties des étapes d’une activité de recherche (par exemple, demande de financement, évaluation, expertise et diffusion des résultats).
- Dans leurs formes les plus graves – ce peut être notamment le cas pour la fabrication, la falsification de données et le plagiat (FFP) – les manquements sont passibles de sanctions disciplinaires.
Textes de référence sur l’intégrité scientifique
- Charte de déontologie et d’intégrité scientifique de l’ANR
- Code de conduite européen pour l’intégrité en recherche
- Déclaration de Singapour sur l’intégrité scientifique
- Le rapport Corvol
- Office français d’intégrité scientifique
- Rapport du Comité d’éthique du CNRS (COMETS) – « Réflexion éthique sur le plagiat dans la recherche scientifique »
- Guide « Pratiquer une recherche intègre et responsable » édité par le CNRS
Les évolutions en la matière, tant aux échelles nationales qu’internationale, étant assez fréquentes, il est conseillé de renvoyer au site de l’Ofis, régulièrement mis à jour.
Buffers pour Compression Isochore Cyclique et Séquentielle pour un Système de Distribution de H2 gazeux avec Température, Pression et Débit Réglables en partant d’un Stockage de H2 liquide
Offre de post-doctorat
Diplôme d'ingénieur
Le projet développe un système tampon pour la compression isochorique cyclique afin de distribuer de l’H2 gazeux à partir d’un stockage liquide, en visant des solutions légères et sûres pour les véhicules dépourvus de cryopompes ou de compresseurs.
Finite Element simulation of drilling burr formation in metallic materials
Offre de stage
Master
The internship enhances finite element simulation of drilling burr formation in aeronautics, building on prior ABAQUS models, comparing material and contact laws, and validating with experimental data.
Residual strength and sizing of aeronautical composite assemblies exposed to electric currents
Offre de thèse
Temps plein
Diplôme d'ingénieur
31/12/2025
This Cifre thesis with Airbus investigates the impact of electrical currents on composite bolted joints in CFRP airframes, aiming to understand failure mechanisms and develop predictive models for residual strength.
La recherche à l’ISAE-SUPAERO
Nos activités scientifiques couvrent un large spectre de thématiques stratégiques, étroitement liées aux grands enjeux du secteur aérospatial. Soutenues par nos départements de recherche, nos activités allient excellence académique, innovation technologique et réponses aux défis industriels et sociétaux. Grâce à notre approche complémentaire et à notre ouverture à l’interdisciplinarité, l’école se positionne comme un acteur majeur de la recherche française et internationale.
Notre politique de recherche est résolument tournée vers les défis technologiques de demain, en réponse aux besoins émergents des industries aérospatiales et de haute technologie. Ce dynamisme s’appuie sur une étroite collaboration avec l’industrie, au travers d’accords de mécénat dans des domaines stratégiques, et sur la participation active de nombreux professionnels à l’enseignement, qui transmettent aux étudiants les dernières innovations et les meilleures pratiques du secteur.
La recherche à l'ISAE-SUPAERO
Internationale
La recherche de l'ISAE-SUPAERO contribue à son positionnement de leader international pour son cursus d'ingénieur généraliste, ses formations post-graduées, notamment Master of Science (MSc), Mastère Spécialisé® et doctorat (PhD) en ingénierie aérospatiale.
Interdisciplinaire
Il combine une approche interdisciplinaire avec les recherches les plus avancées en matière de connaissances scientifiques, de modèles, d'approches méthodologiques et d'outils pour la conception de systèmes aéronautiques, spatiaux et embarqués, depuis l'expression des exigences et des spécifications jusqu'à la vérification et la validation (V&V) ou la qualification en vue de la certification.
Innovante
La stratégie scientifique de l'ISAE-SUPAERO répond aux enjeux sociétaux et industriels du développement durable et de la performance des systèmes aérospatiaux, incluant les problématiques de sûreté, de sécurité, de résilience, de compétitivité, de virtualisation (numérique), de nouvelles technologies, de procédés, de services ou de concepts innovants...
L'activité de recherche de l'ISAE-SUPAERO s'est considérablement développée ces dernières années.
- Les laboratoires de l'école emploient environ 400 personnes.
- Le campus abrite également le centre de recherche de l'ONERA à Toulouse, qui emploie également 400 personnes.
Les laboratoires de l'ISAE-SUPAERO et de l'ONERA couvrent un large éventail d'activités et de disciplines liées à l'aéronautique et à l'espace, de l'aérodynamique à la neuroergonomie, en passant par le développement de nouvelles technologies, l'électronique, le traitement du signal et la mécanique des structures.
- Près de 300 doctorants sont inscrits à l'ISAE-SUPAERO.
Les laboratoires de l'ISAE-SUPAERO sont ouverts à tous nos étudiants. Le campus a été conçu pour combiner les domaines de recherche et de formation, et pour garantir aux étudiants un accès facile et permanent aux chercheurs.
Notre campus est aussi adjacent à celui de l'Université Paul Sabatier et à de grands laboratoires du CNRS tels que le LAAS et l'Observatoire Midi-Pyrénées, partenaires qui offrent de nombreuses opportunités de découverte ou de stages à nos étudiants intéressés par la recherche.
Parmi les 130 enseignants permanents de l'ISAE-SUPAERO, 120 sont également chercheurs.
Le cursus généraliste d'ingénieur inclut une large exposition à la recherche. En deuxième année, nos enseignants-chercheurs proposent aux étudiants des stages de recherche dans les laboratoires de l'école ou ceux de nos partenaires toulousains.
Certaines activités d'enseignement, telles que les « Pratiques Expérimentales » en première année ou les travaux pratiques dans le cadre d'options ou de troisième année, se déroulent également dans les laboratoires de recherche de l'école. Nos doctorants sont également présents pour donner des cours magistraux et des travaux dirigés.
Pour les étudiants qui envisagent très tôt une thèse, un « parcours recherche » a été mis en place, leur permettant d'adapter leur cursus et d'étaler leur troisième année sur deux ans, afin d'effectuer des stages dans plusieurs laboratoires, notamment à l'étranger, avant de débuter leur thèse.
Nos élèves-ingénieurs peuvent également suivre un master à orientation recherche en troisième année, avec des cours leur permettant de combiner un diplôme d'ingénieur généraliste avec un master dans des domaines tels que les sciences de l'univers ou la recherche opérationnelle. Ainsi, environ 15 % de nos étudiants poursuivent leur thèse, que ce soit chez nous ou dans d'autres laboratoires en France ou à l'étranger.
5 priorités stratégiques
La politique scientifique de l’ISAE-SUPAERO pour les systèmes aéronautiques et spatiaux s’articule autour de 5 axes stratégiques :
- Conception intégrée pour la performance, la sûreté de fonctionnement et l’environnement des systèmes aérospatiaux
- Modèles et optimisation pour l’efficacité énergétique, l’environnement et la compétitivité
- Observation de la Terre, surveillance environnementale et exploration spatiale
- Télécommunications résilientes, réseaux et systèmes cyberphysiques connectés
- Analyse de données, sciences de la décision et maîtrise de la complexité
6 départements de recherche
Dans le cadre de ses missions et sous l’égide de son Conseil de la Recherche, l’ISAE-SUPAERO, et ses 6 départements, déploie sa stratégie scientifique au sein de deux unités de recherche (laboratoires évalués par le HCERES) :
- ISAE-SUPAERO Recherche, laboratoire pluridisciplinaire et unité propre à l’Institut ;
- Institut Clément Ader (ICA) UMR n° 5312 du CNRS, laboratoire de mécanique des solides en région Midi-Pyrénées, sous la tutelle du CNRS, de l’UT3, de l’INSA, de MINES-ALBI et de l’ISAE-SUPAERO ;
et avec le soutien de 6 écoles doctorales de l’agglomération toulousaine, notamment l’École Doctorale Aéronautique et Astronautique (EDAA), dont l’ISAE-SUPAERO est l’établissement porteur.
L'ISAE-SUPAERO mène des thématiques scientifiques, disciplinaires ou transversales, ainsi que des actions transversales de « recherche et d'innovation » (ATRI), qui se prolongent dans les groupements d'intérêt scientifique nationaux, les SIG « Microdrones » et « Centre Spatial Universitaire Toulousain ».
Les recherches du LACS sont hébergées dans les laboratoires LISST et LAIRDIL de l'UT2 Jean Jaurès, qui sont évalués séparément.
Le partenariat de l'ISAE-SUPAERO avec l'ONERA et l'ENAC est un élément clé du pôle d'enseignement supérieur et de recherche dédié à la filière « aéronautique et espace » sur le site de l'Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées.
OPEN SCIENCE : LA SCIENCE DE L'ISAE-SUPAERO À CIEL OUVERT !
Découvrez OPEN SCIENCE : notre nouvelle plateforme d'archives ouvertes.
Elle permet à tous d'accéder à nos thèses, publications, instruments scientifiques et plateformes technologiques !
Découvrez les 4 engagements de l'ISAE-SUPAERO pour la science ouverte !