En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez le dépôt de cookies dans votre navigateur. (En savoir plus)

Mécanismes et modélisation de la fragilisation par les métaux liquides sur un système modèle (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Assurez-vous que votre profil candidat soit correctement renseigné avant de postuler. Les informations de votre profil complètent celles associées à chaque candidature. Afin d’augmenter votre visibilité sur notre Portail Emploi et ainsi permettre aux recruteurs de consulter votre profil candidat, vous avez la possibilité de déposer votre CV dans notre CVThèque en un clic !

Faites connaître cette offre !

Informations générales

Référence : UMR8006-THIAUG-001
Lieu de travail : PARIS 13
Date de publication : mardi 30 avril 2019
Nom du responsable scientifique : Thierry Auger
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2019
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Doctorant/PhD:

Ce sujet de thèse s'inscrit dans un projet ANR visant à étudier les aspects fondamentaux du phénomène de fragilisation par un métal liquide (FML). Un matériau métallique, normalement ductile, peut subir une transition ductile/fragile quand il est mécaniquement sollicité en contact avec un métal liquide. Ce phénomène de surface qui conduit à une rupture prématurée d'un matériau est encore largement incompris au niveau microscopique. Le point de vue adopté ici est de prendre un alliage solide binaire dans lequel on peut observer un changement majeur de sensibilité à la FML en fonction de la composition en élément d'alliage (dans le domaine de la solution solide) lors d'essais en contact avec un métal liquide. Les objectifs seront de développer une démarche prédictive de la transition fragile/ductile et de valider expérimentalement aux petites échelles les mécanismes mis en jeux dans ce cas de FML. On tentera également d'effectuer une comparaison quantitative de la sensibilité à la FML entre la modélisation et l'expérience.

Le sujet développera d'une part la modélisation par DFT d'interfaces solide-liquides. Par ailleurs, les propriétés mécaniques des matériaux à l'échelle de la dislocation seront traitées dans une approche mixte élasticité linéaire et calcul AbInitio (approche à la Peirls-Nabarro utilisant les énergies de faute d'empilement généralisée). La rupture au sens de Griffith sera ainsi comparée au problème de l'émission d'une dislocation en pointe de fissure en incorporant les résultats de la simulation d'interfaces solide-liquides. En parallèle, une démarche expérimentale sur les mécanismes microscopiques de la FML sera développée par des essais in-situ en microscopie électronique à transmission (environ ¼ de la thèse).

Le sujet de thèse combine métallurgie physique (théorie des alliages, mise en ordre dans un alliage, durcissement en solution solide, rupture) et physico-chimie des interfaces. Les techniques de modélisation à l'échelle atomique comme la dynamique moléculaire par EAM, le calcul AbInitio, la modélisation Monte Carlo ou la recherche de barrières de potentiel par la méthode Nudge Elastic Band (NEB) seront utilisées.

Le(La) thésard(e) recherché(e) aura une formation, soit en physique/chimie des solides, en physique des matériaux, ou en matériau. L'étudiant(e) devra avoir une connaissance préalable des bases du calcul par la théorie de la fonctionnelle densité (DFT) et les notions de base sur la modélisation des solides à l'échelle atomique. Le(la) candidat(e) devra avoir un goût certain pour la simulation des matériaux et le numérique. Il/elle devra également se former à la microscopie électronique à transmission pour l'étude expérimentale des mécanismes. Une formation initiale ou une sensibilité en métallurgie serait un plus.

Contexte de travail

La thèse se déroulera dans l'équipe COMET du laboratoire PIMM de l'ENSAM à Paris pour la partie simulation ainsi que le MSSMAT de CEntraleSupélec et l'ICMPE de Thiais pour la partie expérimentale. Le CNRS est une des tutelles du laboratoire et sera l'employeur du doctorant.

Le laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux (PIMM) rassemble des spécialistes allant de la mécanique des matériaux et des structures à la métallurgie et la chimie des polymères, des procédés de mise en forme et d'assemblage aux méthodes avancées de la simulation numérique. Les recherches sur les procédés laser et les procédés de mise en forme des polymères s'appuient sur un important ensemble de moyens expérimentaux.

Les travaux de recherche de l'équipe CoMet se basent sur des approches multi-échelles expérimentales, théorique, et numériques, en vue de décrire et de relier de manière systématique les mécanismes élémentaires de déformation, la microstructure du matériau et son évolution, le comportement effectif d'un Volume Elémentaire Représentatif, et le procédé d'élaboration ou de transformation.

L'ICMPE à Thiais est partenaire de ce sujet pour la fourniture des alliages modèles et pour la partie essais in-situ au MET. Le laboratoire dispose d'un microscope équipé d'une machine de traction in-situ.
Le MSSMAT de CentraleSupélec est partenaire de ce sujet pour l'accès au FIB qui sera utilisé pour la préparation des échantillons.

Informations complémentaires

Mots clés : Rupture, simulation DFT, Monte-Carlo et dynamique moléculaire, ordre à courte distance, durcissement en solution solide, dislocation, MET, essai in-situ

Possibilité de Monitorat pour faire de l'enseignement.

On en parle sur Twitter !