H/F Doctorant/Doctorante en modélisation par la méthode du champ de phase de la formation de microstructures de solidification dans les alliages d’aluminium

Description du Poste

Sujet De Thèse

Le développement de nouveaux alliages d’aluminium (Al) fabriqués à partir de matériaux recyclés par des procédés innovateurs est un sujet important pour la transition écologique. Ces nouveaux alliages doivent garder de bonnes propriétés mécaniques malgré la présence d’impuretés dans les matériaux recyclés, surtout des éléments de transition (ET) (Fe, Cr, Mn …). L’ajout de certains ET à des alliages d’aluminium, même en petite quantité, peut considérablement modifier la microstructure. Le mécanisme sous-jacent est que certains solutés créent un ordre icosaédrique de courte portée dans le liquide, ce qui change la cinétique d’attachement des atomes à l’interface solide-liquide et joue ainsi sur la sélection des directions de croissance des dendrites de solidification. La formation des microstructures est contrôlée par la compétition entre (1) la diffusion des solutés dans le liquide ordonné, (2) l’anisotropie de l’énergie de surface de l’interface solide-liquide, et (3) l’anisotropie de la cinétique d’attachement. Cette thèse a comme objectif de mieux comprendre l’influence de ces facteurs sur la formation de microstructures dans les alliages d’Al durant la fabrication additive, en utilisant des simulations avec la méthode du champ de phase. Le/la doctorant/e pourra utiliser un code de champ de phase « maison » écrit en Cuda C et parallélisé sur un processeur GPU (graphical processing unit). Une parallélisation sur plusieurs GPU serait un développement intéressant durant cette thèse.

Votre Environnement de Travail

Le PMC fait partie des 22 laboratoires du centre de recherche de l’Ecole polytechnique qui travaille aux frontières de la connaissance sur les grands enjeux interdisciplinaires scientifiques, technologiques et sociétaux.
Au sein de la Direction de l’Enseignement et de la Recherche de l’Ecole polytechnique, le Laboratoire de Physique de la Matière Condensée (PMC) est une unité de recherche mixte (Ecole polytechnique/CNRS) dont le travail s’organise autour de deux axes fondamentaux que sont les nanosciences et la physique de l'irrégularité.
Branche de la Physique qui cherche à comprendre les états solides, liquides ou intermédiaires (gels, pâtes, mousses, ...) de la matière (structure, propriétés, phénomènes d’ensembles liés aux interactions entre les particules qui la composent), la physique de la matière condensée est une science qui se situe en amont d’innombrables avancées technologiques.

Le/la doctorant/e sera incrit/e à l’Ecole Doctorale de l’Institut Polytechnique de Paris, qui regroupe environ 900 doctorants venant de 30 laboratoires et 10 disciplines différentes. En sus de la formation scientifique, l’Ecole Doctorale offre un large éventail de formations doctorales complémentaires. Au PMC, le doctorant fera partie de l’équipe « physique de l’irrégularité » ; à l’IJL, il travaillera dans l’équipe « solidification ».

Cette thèse fait partie du projet LUMEN (Liquid structure Understanding for Microstructure Engineering with Novel upscaling assisted by artificial intelligence) financé par le PEPR DIADEM, un programme de recherche publique qui vise le développement accéléré de matériaux en utilisant l’intelligence artificielle. Les paramètres physiques pertinents, à savoir les anisotropies et les coefficients de diffusion, seront obtenus par simulations de dynamique moléculaire au laboratoire Science et Ingénierie, Matériaux, Procédés (SIMAP) à Grenoble. Les paramètres du procédé correspondront aux experiences effectuées à l’Institut Jean Lamour (IJL), Nancy. Les résultats de la these seront utilisés pour paramétrer des modèles aux échelles supérieures (méso- et macroscopiques) à l’IJL, et pour entraîner des modèles d’apprentissage machine au SIMAP et au Laboratoire Analyse et Modélisation pour la Biologie et l'Environnement (LAMBE), Evry.

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est d'un minimum de 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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