Chercheur (H/F) en plasticité cristalline expérimentale par EBSD haute résolution et DIC haute résolution

Description du Poste

Les Missions

La combinaison d'essais mécaniques in situ par MEB avec la corrélation d'images numériques à haute résolution (HR-DIC) et les techniques HR-EBSD constitue une approche de pointe et très efficace pour mettre en évidence les mécanismes de plasticité locale [1-3]. Cette méthodologie intégrée s'est rapidement développée ces dernières années et s'impose de plus en plus comme la norme pour l'étude des processus de déformation à l'échelle microscopique [4]. La présente étude postdoctorale vise à développer cette méthodologie en une plateforme entièrement automatisée pour l'acquisition de données ouvertes sur les mécanismes de microplasticité dans les matériaux présentant des gradients de microstructure et de propriétés. L'objectif est double : premièrement, fournir des données utiles pour calibrer des modèles de plasticité cristalline basés sur la physique et les alimenter avec des paramètres clés (par exemple, les systèmes de glissement activés, les dislocations stockées statistiquement et les dislocations géométriquement nécessaires à partir des informations combinées fournies par les champs cinématiques dans le plan et les rotations du réseau cristallin) ; deuxièmement, mieux comprendre les mécanismes conduisant à la localisation des déformations, qui jouent un rôle déterminant dans l'aptitude d'un matériau donné à une application structurelle prévue. Pour mener cette étude, un superalliage à base de nickel (Inconel 718) sera utilisé comme matériau modèle en raison de sa large applicabilité industrielle et de sa remarquable modularité métallurgique, qui permettent de réaliser des échantillons présentant des gradients d'états microstructuraux (allant de la solution solide à la durcissement par précipitation) influençant directement la localisation des déformations.

REFERENCES:
[1] Harte A., Atkinson A., Preuss M. & Quinta da Fonseca J., (2020). A statistical study of the relationship between plastic strain and lattice misorientation on the surface of a deformed Ni-based superalloy. Acta Materialia, 195, 555-570, doi: 10.1016/j.actamat.2020.05.029.
[2] Charpagne, M. A., Stinville, J. C., Callahan, P. G., Texier, D., Chen, Z., Villechaise, P., ... & Pollock, T. M, (2020). Automated and quantitative analysis of plastic strain localization via multi-modal data recombination. Materials Characterization, 163, 110245.
[3] Charpagne, M. A., Hestroffer, J. M., Polonsky, A. T., Echlin, M. P., Texier, D., Valle, V., ... & Stinville, J. C, (2021). Slip localization in Inconel 718: A three-dimensional and statistical perspective. Acta Materialia, 215, 117037.
[4] TANIST platform: www.royce.ac.uk/equipment-and-facilities/tescan-and-newtec-in-situ-testing-tanist/
[5] Lenthe W.C., Germain L., Chini M. R., Gey N. & De Graef M., (2020). Spherical indexing of overlap EBSD patterns for orientation-related phases – Application to titanium. Acta Materialia, 188, 579-590, doi: 10.1016/j.actamat.2020.02.025.
[6] Robertson A.E., Kelly C., Buzzy M. & Kalidindi S. R., (2023). Local-global decompositions for conditional microstructure generation. Acta Materialia, 118966, doi: 10.1016/j.actamat.2023.118966.

L'Activité

La recherche postdoctorale portera notamment sur :
• La préparation d'échantillons d'INCONEL 718 présentant un gradient de précipitation dans le sens de la traction (1), d'échantillons à composition chimique graduée permettant d'obtenir des gradients contrôlés de teneur en Nb et/ou en Al (2), et d'échantillons pré-déformés (3).
• Le développement et la sélection de motifs de nanospeckles non intrusifs pour les mesures HR-EBSD (remodelage de couches minces, dépôt de nanoparticules, texturation de surface).
• L'optimisation des algorithmes de corrélation pour accélérer le HR-DIC (ce qui est essentiel pour travailler sur les marqueurs évolutifs de la microstructure lors des essais in situ) et l'analyse des signaux de diffraction pour accélérer le HR-EBSD (à l'aide de méthodes de reconnaissance de motifs couplées à la transformée de Hough [5]).
• Analyse statistique d'événements de microplasticité discrets à partir de cartes HR-DIC/HR-EBSD pour mesurer la répartition des déformations en fonction de l'orientation du réseau cristallin, de la composition chimique, de l'état métallurgique et de la distance par rapport à la limite de grain ou de macle.
• Extrapolation des mesures de surface 2D (HR-DIC/HR-EBSD) vers des informations de microstructure 3D à l'aide de techniques d'IA générative [6], nécessaires comme données d'entrée pour les simulations et pour fournir des informations sur la microplasticité dans le volume.

Votre Profil

Compétences

• Doctorat en science des matériaux, en génie mécanique ou dans un domaine connexe
• Connaissance des défauts cristallins (fronts de grains, dislocations, bandes de glissement, précipités, etc.)
• Expérience des techniques de caractérisation des matériaux
• Compétences en programmation (Python, MATLAB, C++ ou similaire)
• Une bonne connaissance des approches d'apprentissage automatique serait un atout
• Bonnes compétences en communication écrite et orale en anglais
• Capacité à travailler de manière autonome et au sein d'une équipe pluridisciplinaire

Votre Environnement de Travail

Il s'agit d'un poste de post-doctorant entièrement financé pour une durée de 18 mois, soutenu par le programme PEPR DIADEM, à compter de juillet 2026. Le post-doctorant sera recruté dans le cadre du projet AMMETIS (Simulations assistées par IA des propriétés mécaniques induites par la microstructure à partir d’analyses multi-échelles et à haut débit), qui repose sur une collaboration efficace entre le LEM3, l’ICA, le PIMM et le CEA. Le post-doctorant sera principalement basé à l'ICA à Toulouse, tout en effectuant plusieurs séjours au LEM3 à Metz. Il intégrera l'équipe AMMETIS, composée de chercheurs expérimentés issus du CNRS, de l'UL, d'Arts et Métiers, de l'IMT et du CEA, ainsi que de plusieurs doctorants et post-doctorants, travaillant sur la caractérisation des matériaux à haut débit et la modélisation micromécanique, toutes deux assistées par l'IA. Le post-doctorant aura accès à des installations de recherche et à des ressources informatiques de pointe. Il se verra offrir la possibilité de participer à des conférences internationales, des ateliers et des formations.

Contraintes et risques

Rien à signaler

Rémunération et avantages

Rémunération

Entre 3041,58 et 4668,21 € selon expérience

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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