La recherche, l’art de questionner autrement les notions d’erreur et de réussite

Mathis BRIATTE

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Merci beaucoup por votre témoignage

Pourriez-vous présenter votre parcours avant la thèse ?

J’ai entamé mes études post-baccalauréat en Classe Préparatoire aux Grandes Ecoles au Lycée Faidherbe, PCSI puis PSI. Passionné par la physique, et plus particulièrement la mécanique des solides et des fluides, j’ai intégré l’Ecole Centrale de Lille avec comme objectif de devenir un ingénieur en mécanique, dans le domaine des transports. Sur place, j’y ai découvert des personnalités marquantes et inspirantes, qui ont changé ma vision du monde du travail. En plus de cela, un échange universitaire avec l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne m’a conforté dans mon désir de me spécialiser davantage dans ces domaines scientifiques. Par conséquent, en plus de ma formation de dernière année « Conception et production durable », j’ai suivi le Master SMI « Sciences et Mécaniques de l’ingénieur » au sein de l’Université de Lille. Au travers de ce Master, j’ai pu mettre un pied dans le monde de la recherche, que je n’ai plus quitté depuis. J’ai donc réalisé mon stage de fin d’étude à mi-temps chez l’entreprise APERAM Stainless steel et au laboratoire LaMcube dans le cadre d’une collaboration débouchant sur une thèse. J’y ai notamment développé et caractérisé les aciers martensitiques nécessaires à l’étude tribologique qui sera abordée dans cette future thèse.

Parlez-nous de votre sujet de thèse.

Ma thèse a été réalisée au sein de l’équipe MuFrein du laboratoire LaMcube avec Yannick DESPLANQUES et Alexandre MEGE-REVIL, en collaboration avec l’entreprise APERAM STAINLESS STEEL sous la direction de Pierre-Olivier SANTACREU. Celle-ci s’intitule « Relation entre l’état métallurgique d’acier inoxydable martensitique et les émissions de particules en freinage automobile ». Celle-ci découle d’une observation sur la nature du contact frottant en situation de freinage par friction automobile : l’usure est très importante, et forme ainsi une quantité de troisième corps (spécialement d’oxyde de fer) disproportionnée par rapport à l’usage et à la stabilité du frottement, ce qui favorise les émissions de particules. Serait-il possible alors de développer une solution métallurgique pour le matériau du disque de frein qui puisse à la fois réduire l’usure et réduire les émissions de particules, tout en garantissant des performances en freinage satisfaisante pour l’application automobile ?

En effet, suite à la réduction des véhicules thermiques et des émissions de particules associées aux pots d’échappements, les normes européennes (Euro7) s’orientent sur la réduction des émissions de particules liées au freinage automobile. Celles-ci sont principalement composées d’oxydes de fer de taille micrométrique voir submicrométrique, pouvant passer outre les barrières naturelles et s’agglomérer dans le corps humain. En utilisant un modèle spécifique en tribologie sec, appelé le modèle du troisième corps et du circuit tribologique, l’enjeu est alors de reconstituer le cycle de vie des particules dans le contact, de leur formation à leur éjection. Les essais réalisés sont donc réalisés sur un tribomètre à échelle réduite, adapté pour l’occasion au freinage automobile et équipe d’une enceinte à particules, d’analyseurs de concentration et de taille, et d’une enceinte à humidité et température contrôlée. Au travers d’une étude comparative entre un disque en fonte à graphite lamellaire et différents disques en acier martensitiques développés en collaboration avec APERAM, les mécanismes de formation de ces particules ont été étudiés au regard des sollicitations, des localisations thermomécaniques et de l’environnement. Plus particulièrement, les mécanismes de dégradation des couches superficielles du disque, de plastifications et de fissuration, ainsi que les mécanismes de rupture des fibres d’aciers du patin, ont permis d’expliquer les différences de performances, d’usure et de particules entre ces différentes configurations.

Ainsi, la mise en place d’une démarche systémique, qui intègre l’entièreté du triplet tribologique, étant entendu que les performances de frottement, d’usure, et donc d’émission sont des propriétés d’usage, a permis d’évaluer des facteurs favorisant la production (débits source) et l’éjection (débit d’usure) de particules lors de freinages automobiles.

Quels sont les évènements qui ont ponctué l’avancement dans votre thèse ?

Ma thèse a été marquée par de nombreuses conférences nationales (JIFT, CFM, MECAMAT) et internationales (Eurobrake, WoM) dans lequel j’ai pu diffuser mes recherches et développer des relations professionnelles très enrichissantes, qui m’ont permis d’avancer dans mon projet. L’aspect collaboratif d’une thèse à l’échelle du laboratoire avec le reste de l’équipe, mais également à une échelle qui dépasse les frontières de ce laboratoire, m’a particulièrement plu, à l’encontre de mes idées préconçues d’un scientifique travaillant dans son coin. Le contact régulier avec l’entreprise, apportant une vision bien plus spécialisée sur les notions de métallurgie et sur l’application, ont également recentré le sujet et ses enjeux dans le domaine industriel.

La vie dans une thèse est ainsi marquée par une sinusoïdale, présentant des creux avec des moments de doute, des échecs, mais aussi de merveilleux succès. Le sentiment d’échec suite à une première expérience ratée, de la deuxième... disparait quasi instantanément lorsque notre réflexion nous amène à nous dire qu’il y a aussi des choses à apprendre de ce qui échoue. Et d’ailleurs, est-ce que les choses ont réellement échouées simplement parce qu’elles ne sont pas allées dans le sens que l’on souhaitait ?

C’est dans ce contexte que m’a été remis, durant la conférence des JIFTs 2025, le prix HIRN accordé par le Groupe Scientifique et Technique Tribologie GST12 de l’AFM pour récompenser la meilleure thèse en tribologie soutenue l’année précédente. Cette récompense met ainsi en lumière l’enjeu social et environnemental dans lequel s’inscrit cette thèse, la qualité des travaux et des expériences menées, ainsi que l’avancée scientifique majeure dans le domaine.

Quels conseils donneriez-vous à un étudiant qui souhaite se lancer dans une thèse ?

J’ai moi-même hésité à démarrer une thèse, qui me semblait à l’époque une voie différente de celle pour laquelle je m’étais initialement engagé en école. Mais la recherche apporte une vision différente du monde que nous enseigne une école d’ingénieur. Cette humilité, cette capacité à se remettre en question, à aller au fond des choses nous est essentiel dans le monde professionnel mais également dans la vie de tous les jours. Au final, si les opportunités derrière peuvent être un frein si l’on pense aux faibles nombres d’opportunités dans le domaine public, elles sont riches et variées. Si l’enseignement nous plait, libre à nous de nous orienter sur une carrière académique en université. Si l’aspect technique nous intéresse davantage, le statut d’ingénieur de recherche peut être une option intéressante. Sans parler de la possibilité de rejoindre le privé et d’y apporter notre vision au sein d’un groupe, de lancer son entreprise … Les possibilités sont nombreuses. Alors réfléchissez à ce qui vous plait, et n’ayez pas peur, il n’y a que peu de situations sans retours en arrière, à vous d’oser penser autrement.