Les offres d’emploi de l’unité de recherche

Ce projet s’intéresse à la prédiction de la ruine de structures métalliques aéronautiques soumises à des chargements complexes. L’enjeu scientifique réside dans la compétition entre instabilités matérielles (localisation, striction) et structurelles (flambage élastoplastique), en intégrant les fortes non-linéarités géométriques et matérielles ainsi que les effets de contact et de frottement.

L’objectif est de développer méthodologiquement des briques logicielles (UMAT, scripts Python/C++) connectées à Abaqus/Standard pour fournir des indicateurs d’instabilité rigoureux (au sens des critères de Rice et de Hill). Le travail visera à garantir la robustesse numérique et la reproductibilité des diagnostics face aux réalités industrielles (maillages complexes, comportements anisotropes, etc.).

• Simulation de l’instabilité structurale de tubes métalliques confinés, sous pression externe.
• Préciser les critères d’instabilité structurale qui pourraient conduire au flambement.
• Identifier la sensibilité du comportement au flambement aux différents paramètres de l’interface, notamment sa rigidité et son épaisseur (en valeur moyenne et hétérogénéité).
• Identifier les marges de dimensionnement tout en maintenant un niveau élevé de fiabilité du chemisage des alvéoles HA.

L’objectif est de développer un workflow de « Virtual Testing » permettant de prédire avec robustesse les charges critiques et les mécanismes gouvernants la ruine de ces structures.

Les travaux de recherche associés à ce projet se répartissent de manière équilibrée entre développements numériques (implémentation de critères de bifurcation sous Abaqus/Standard, scripts d’automatisation Python/C++) et validation sur des bases de données d’essais industriels sur pièces réelles.

Le sujet de thèse proposé tente de répondre à deux problématiques, l’une liée à la recyclabilité des matériaux composites et l’autre liée à la décarbonation de la production de ces matériaux. Les pièces de type coque telles que les carénages, coques de bateau, ailes d’avions ou encore pales d’éoliennes sont aujourd’hui produites à base de résine thermodurcissables, qui ne sont pas recyclables.

Le polymère d’étude sera une résine thermoplastique Elium, donc recyclable, dont les propriétés sont préservées même après plusieurs dizaines de cycles de recyclage. Cette résine thermoplastique, développée par ARKEMA, a vocation à remplacer les résines thermoplastiques traditionnelles et ainsi augmenter le taux de recyclabilité des matériaux composites.

Afin de favoriser la décarbonation de la production de ces matériaux, les fibres synthétiques telles que le verre ou le carbone, très énergivores à produire, tendent à laisser place à des renforts naturels. Le renfort d’étude sera un renfort hybride de fibres de lin et de coco, alliant propriétés mécaniques et réduction de l’hydrophilie caractéristique des fibres naturelles.

We are seeking a highly motivated PhD candidate to join our international research team working on the PRIMO project. Our cutting-edge research focuses on developing high-throughput SEM-based characterizations, as well as advanced modeling approaches that connect material microstructure to local mechanical behavior, with applications for the next-generation structural materials.

Le cœur du projet de thèse consiste à intégrer explicitement les effets d’interaction entre vides dans l’analyse du comportement dynamique des matériaux poreux. Dans ce cadre, le ou la candidat(e) sera amené(e) à développer des VER numériques destinés à confronter, par des calculs aux éléments finis, les prédictions du modèle analytique développé au cours de la thèse.

L’étude portera sur des structures soumises à des chargements dynamiques et comportant des vides cylindriques à section circulaire fortement élancés (de type aiguilles), insérés dans une matrice anisotrope. Ce travail combinera la prise en compte des effets de micro-inertie, de l’anisotropie structurelle et de l’anisotropie matérielle. Plus globalement, la démarche vise à proposer des stratégies d’optimisation de structures de protection soumises à des sollicitations dynamiques.

L’originalité de ce projet est d’investiguer la fonctionnalisation par anodisation de surfaces smatées d’un alliage complètement biocompatible (TiNb) élaboré de manière in situ en LPBF.

Cette méthode d’élaboration nous permettra de moduler la composition chimique et de s’affranchir de la contrainte des nuances de poudres de titane commercialement disponibles.

Ce présent projet doctoral vise ainsi à investiguer un couplage entre deux traitements de surfaces : chimio-mécanique d’une part via un grenaillage ultrasonique (SMAT pour Severe Mechanical Attrition Treatment) et électrochimique (anodisation) d’autre part. Le SMAT permet de modifier la micro-rugosité de surface, ce qui faciliterait la formation et la croissance des nanotubes en surface par anodisation. Le projet permettra également d’explorer une autre piste : la capacité du SMAT à optimiser la chimie de surface en intégrant des éléments favorisant la catalyse et la germination des nanotubes en surface. Enfin, si voie SMAT+anodisation s’avère concluante en termes de fonctionnalisation de surface, ce couplage permettra de se passer de l’étape chronophage d’usinage/rectification traditionnellement effectuée sur une pièce brute LPBF.

The present PhD proposal is part of the project AMMETIS (AI-assisted Simulations of Microstructure driven Mechanical properties from high Throughput and multiscale analysIS), in the framework of PEPR DIADEM , which aims to develop an advanced characterization platform for innovative materials by combining advanced experimental techniques, physics-based mesoscopic modeling, and artificial intelligence. Within this context, high-throughput experiments will provide detailed information on local deformation mechanisms at the microscale, while numerical simulations and data-driven approaches will enable the development of predictive models capable of linking microstructural features to macroscopic mechanical behavior.

The present PhD proposal is part of the project AMMETIS (AI-assisted Simulations of Microstructure driven MEchanical properties from high Throughput and multiscale analysIS), in the framework of PEPR DIADEM , which aims to develop an advanced characterization platform for innovative materials by combining advanced experimental techniques, physics-based mesoscopic modeling, and artificial intelligence. Within this context, high-throughput experiments and large-scale numerical simulations will generate rich datasets describing the relationship between microstructure, deformation mechanisms, and mechanical response.

The aim of the thesis will be to propose:
(1)Metallurgical and mechanical characterization of NiTI additive manufacturing parts with several properties.To this end, the PhD student will define a materials experimental plan and will manufacture her/his specimenson the FA platform.
(2)Optimizing the heat treatments associated with NiTi in the context of FA.
(3)The production and characterization of multi-property architectural structures with a medical application.
(4)Implementing the data obtained in the AMF models developed at LEM3 (Smart+) and I2M (3Mah) as part of theproject (thesis no. 2).

He or she will characterize the samples using all the equipment on the Micromeca (microscopy) and Mecarhéo (mechanical characterization) platforms

We are seeking a highly motivated PhD candidate to join our research team working on advanced characterization approaches for fast screening of elastic and plastic properties of metallic materials at the microscale.