Thèse (H/F)

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Sujet De Thèse

Simulation CFD de l’écoulement de gaz plasmagène en procédé TIG en configuration de remplissage multipasses pour l’assemblage de pièces en 316L

Votre Environnement de Travail

En soudage à l’arc, le procédé TIG implique l’utilisation d’une électrode non fusible à base de tungstène. Un fil métallique est alors amené latéralement dans l’arc, dans le cas d’un soudage avec matériau d’apport. Pour l’assemblage de pièces de forte épaisseur, il est nécessaire de réaliser le remplissage d’un chanfrein usiné en bordure des pièces. Pour établir un arc stable, il est nécessaire de souffler sur l’arc un gaz plasmagène, généralement de l'argon. Ce gaz est issu d’une tuyère qui peut être plus ou moins éloignée de l’arc, en fonction de la configuration de soudage et de l’accessibilité de la zone. L’écoulement du gaz plasmagène peut notamment être perturbé par la présence des parois du chanfrein en fonction de la position de soudage, e.g. plafond, corniche ou vertical. Selon le mode de remplissage (un ou deux cordons par niveau) et le niveau de remplissage, l’écoulement du gaz plasmagène peut être modifié, ce qui influe directement sur la distribution d’énergie à la surface du bain de soudage et donc sur les mouvements fluides dans ce dernier. Cet impact est donc réel sur la solidification du métal liquide et, par conséquent, sur la structure de grain colonnaire résultante dans le cordon soudé. Il est essentiel de modéliser les écoulements de ce gaz afin de contrôler la macrostructure obtenue à l’issue du soudage de la nuance d’acier inoxydable 316L. Dans le cadre de ce stage, il est proposé de réaliser une simulation CFD (dynamique des fluides numérique) de l’écoulement du gaz plasmagène lors d'un soudage TIG en configuration de remplissage de chanfrein, en positions horizontale, à plat et en corniche, et en position verticale montante. Le logiciel ANSYS Fluent sera utilisé pour réaliser cette simulation. Afin de valider les résultats obtenus, une maquette expérimentale sera mise en œuvre et instrumentée par vision en strioscopie, i.e. imagerie Schlieren. Cette technique d'imagerie permet de visualiser les variations de densité du fluide dans l'écoulement gazeux du plasma.
Ce sujet de thèse est proposé dans le cadre du projet ANR ATALANTE, qui débutera en avril 2026. Le laboratoire ICB de l’UBE est partenaire de ce projet aux côtés du laboratoire CEMEF de l’École des mines de Paris, des entreprises EDF, Transvalor et du CEA. Les travaux relatifs à ce projet et à cette thèse se dérouleront à l'IUT du Creusot (71200), au sein de l'équipe LTM du département PMDM (Procédés, Métallurgie, Durabilité et Matériaux).

Rémunération et avantages

Rémunération

2300,00 € mensuel

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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