Description du sujet de thèse

La mission principale du doctorant ou de la doctorante consistera à concevoir, réaliser, étalonner et tester des micro-capteurs à base de couche mince pour les mesures de température et d’efforts dans les processus d’usinage (tournage, …). Ces multi-capteurs intégrés dans la pièce et dans l’outil suffisamment près de l’interface devraient permettre de mieux caractériser l’usure de l’outil, l’instabilité du processus d’usinage, l’effet du refroidissement, du lubrifiant …et sur le plan scientifique d’analyser le flux généré et le coefficient de partage en fonction des conditions opératoires. L’utilisation de capteurs couche mince est essentielle pour s’approcher de l’interface outil/pièce permettant des analyses micronique voir submicronique, par exemple à l’échelle des grains pour le procédé de rectification. Les utilisateurs finaux relèvent de l’industrie aéronautique sur des pièces fortement sollicitées et critiques dans les dispositifs fabriqués.
Cette thèse sera donc spécifiquement dédiée au dépôt de couches minces par des procédés de type PVD (Magnétron DC et HIPIMS) et à la réalisation de capteurs thermiques et piézoélectriques pour le procédé de tournage. Les trois apports principaux seraient l’usage du procédé HIPIMS, celui-ci étant particulièrement intéressant pour la réalisation de dépôts au fond des rainures permettant de protéger les dépôts lors de la présence de copeaux dans le procédé de tournage (WP1 et WP2 pour le procédé de tournage). L’autre est la réalisation de capteurs piézoélectriques à base de couches minces d’AlN pour des mesures d’efforts. Le troisième aspect, particulièrement innovant, est l’intégration, grâce à l’expertise de FEMTO-ST de ces capteurs au plus près de l’interface de coupe.
Activités :
- Réalisation de dépôts de couches minces par des procédés de type PVD (Magnétron DC et HIPIMS)
- Etalonnage des capteurs piézoélectriques et thermiques.
- Intégration de ces multi-capteurs dans des outils de tournage, …
- Tests des capteurs en laboratoire et sur machines semi industrielles

Compétences :
Le candidat ou la candidate devra posséder un Master ou diplôme d’ingénieur en Physique, Chimie, Sciences des Matériaux Electronique ou Mécatronique. Des compétences en thermique seront un plus. Il ou elle devra avoir avec des capacités pour le travail expérimental et des capacités rédactionnelles (français/anglais) … et surtout de la curiosité scientifique et de la motivation. Une expérience de stage en laboratoire de recherche notamment sur des procédés de dépôts de couches minces sera appréciée.

Le processus de recrutement se déroule en 2 étapes.

1) Présélection (date limite de candidature le 25/06 /2025) : le candidat ou la candidate doit transmettre une lettre de motivation (1 page maximum), un CV détaillé (avec les contacts d’une ou deux références), copie du diplôme, relevé de notes via le portail de recrutement.
Toutes les candidatures seront examinées et une sélection de candidat-e-s seront invité-e-s à un entretien à Nantes (ou en ligne)
2) Entretien par les encadrants scientifiques et pour les candidats présélectionnés l’Ecole Doctorale (fin juin 2024, à Nantes ou en ligne) : chaque candidat ou candidate présentera son parcours et sa motivation par rapport au projet, suivi d’une discussion.

Contexte de travail

Le doctorant ou la doctorante travaillera au laboratoire IMN Jean Rouxel (UMR CNRS 6502) et au laboratoire FEMTO-ST (UMR CNRS 6174). L’IMN possède une forte expertise sur les procédés de dépôts et leur caractérisation. FEMTO-ST est une plateforme technologique avec une expertise mondialement reconnue en micro technologies, microsystèmes et capteurs. Il ou elle travaillera à Nantes, Belfort et Besançon. Ce projet s'inscrit dans le cadre de l'ANR MGIMS AAPG2023 Science de l’Ingénierie et des procédés obtenu en juillet 2023 et à ce titre la personne recrutée aura à collaborer avec les laboratoires LTeN de Nantes, LEM3 de Metz ainsi qu’un fabricant d’outils (EVATEC) afin d’intégrer et tester ces capteurs dans des dispositifs semi industriels de tournage et de rectification.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Pas de risques.
Contraintes : Travail dans différents Laboratoires de Recherche