Depuis plus de dix ans, chercheurs de l’Institut de Recherche Dupuy de Lôme (IRDL) et ingénieurs du groupe Safran travaillent main dans la main pour repousser les frontières de la caractérisation en fatigue des matériaux. De cette collaboration exemplaire sont nés une chaire industrielle ANR structurante — SELF HEATING — puis, en 2024, le laboratoire commun ICARE. Objectif : modéliser les propriétés en fatigue à très grand nombre de cycles, grâce à la signature thermique des matériaux.
Une équation thermique pour révéler la mécanique des matériaux
À l’origine du projet, une intuition portée par Sylvain Calloch, enseignant-chercheur à l’IRDL à Brest : la température d’un matériau soumis à des sollicitations cycliques n’est jamais anodine. Elle est la signature directe des mécanismes dissipatifs internes. « Dès qu’on fait de la mesure thermométrique, on observe la trace des mécanismes en jeu dans le matériau. C’est une lecture directe de sa “vie intérieure” », explique le chercheur. Cette observation, fondée sur une équation de 1963 réinterprétant le premier principe de la thermodynamique, permet une approche radicalement nouvelle de la fatigue à très grand nombre de cycles.
Concrètement, les équipes procèdent à des essais d’auto-échauffement, où une éprouvette de fatigue est soumise à des blocs de chargement cycliques croissants. En suivant l’évolution de la température, ils identifient les mécanismes actifs, modélisent les réponses, puis prédisent les durées de vie en fatigue — sans passer par les essais traditionnels longs et coûteux.
Une collaboration patiente, fondée sur la confiance
Cette approche novatrice ne se développe pas en laboratoire isolé, mais dans un écosystème de recherche collaboratif construit sur la durée. « Un partenariat exemplaire, cela repose sur le respect mutuel, une convergence d’intérêts, et une école de pensée partagée », souligne Sylvain Calloch. Lionel Marcin, expert matériaux chez Safran, abonde : « Il faut du temps pour construire une telle relation. Nous avons démarré nos échanges il y a plus de dix ans, et la chaire Self Heating en a été l’étape structurante. »
Financée par l’ANR, cette chaire a permis d’encadrer huit thèses — cinq sur les matériaux métalliques, trois sur les composites — et de fédérer l’action de Safran, de l’IRDL, de Naval Group et de l’Institut P′. Le laboratoire commun ICARE, inauguré en janvier 2024, est une suite logique, mais aussi une montée en puissance.
ICARE : caractériser plus vite, plus loin, plus fort
Le laboratoire commun ICARE vise à faire de la méthode d’auto-échauffement un outil industriel robuste. « Nous voulons caractériser des matériaux nouveaux, comme les composites tissés 3D ou les pièces issues de fabrication additive, et ce jusqu’au milliard de cycles », détaille Lionel Marcin. Température, durée de vie, sollicitations complexes : les défis sont multiples. En parallèle, Safran cherche à internaliser ces méthodes pour les faire reconnaître par les autorités de certification.
Avec six thèses CIFRE en cours, le laboratoire commun mise aussi sur la formation des ingénieurs de demain. Le vivier doctoral, selon Sylvain Calloch, est un élément clef du dispositif : « Sur les huit doctorants formés dans notre précédente chaire, six ont été recrutés. C’est aussi ça, l’impact d’un partenariat structurant ».
Une ambition industrielle assumée
Ce partenariat entre l’IRDL et Safran s’inscrit dans la stratégie plus large de l’industriel : anticiper l’avenir des matériaux pour répondre aux enjeux de durabilité, de performance et de certification. « L’objectif est clair : rendre les méthodes plus rapides, plus prédictives, et les intégrer dans nos pratiques industrielles », résume Lionel Marcin.
Et l’avenir est déjà en marche : ICARE veut passer à l’échelle, industrialiser la démarche, et ouvrir la voie à des applications concrètes dans la fabrication de moteurs et de composants aéronautiques de nouvelle génération.
Conclusion
L’alliance entre l’IRDL et Safran, illustre l’efficacité des partenariats académiques-industriels à long terme. À travers une approche innovante de la fatigue des matériaux par thermométrie, cette collaboration trace la voie vers une caractérisation plus rapide, plus fine, et mieux adaptée aux défis de l’aéronautique du futur.
Un nouvel exemple du lien stratégique entre Safran et le Carnot ARTS, dont le groupe aéronautique est le premier partenaire industriel. À ce jour, trois chaires de recherche industrielle ont été lancées en commun. Un lien stratégique puissant régulièrement mis en valeur par le leader aéronautique. En 2023, c’était le professeur Farid Bakir et le laboratoire LIFSE qui avaient été distingués lors du R&T Day Safran, pour leur travail dans le cadre de la chaire BELISAMA sur les systèmes hydromécaniques haute vitesse. En 2025, c’était au tour de Sylvain Calloch et de IRDL d’être sous les projecteurs de la grand-messe dédiée à l’innovation du leader aéronautique, en recevant le prix « Expertise » pour leurs travaux sur la fatigue à très grand nombre de cycles.
