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Les propriétés mécaniques, physiques et chimiques des polycristaux métalliques sont fortement influencées par les solutés et par les longueurs internes ainsi que par les mécanismes de plasticité cristalline, notamment les interactions mutuelles entre les dislocations, les joints de grains et les macles (ou les joints de phase).

L’objectif de cette thèse est d’enrichir et de faire dialoguer plusieurs approches avancées à petites échelles pour mieux comprendre les effets de taille sur les propriétés mécaniques des polycristaux métalliques.

L’analyse des surfaces de rupture dynamique dans des matériaux polymères fragiles met en évidence la propagation des microfissures à des vitesses inférieures à celles du front macroscopique. La rupture rapide de ces matériaux est la conséquence d’un effet collectif de propagation et coalescence des microfissures. Pour la modélisation de ce comportement, une description à deux échelles du processus de rupture distribuée est nécessaire.

L’objectif principal de la recherche est l’étude de la dynamique des microfissures pendant la rupture rapide des matériaux fragiles par des modèles d’endommagement obtenus à partir des distributions de microfissures penny-shaped en évolution. Le développement des modèles sera fait par homogénéisation asymptotique et des simulations 3D de fissuration dynamique seront effectuées afin de modéliser l’effet collectif de propagation microscopique pour différents modes de rupture.

L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre les mécanismes de rupture des structures aéronautiques soumises à des chargements multiaxiaux complexes. Plus précisément, notre attention se concentrera sur la compréhension de l’interaction et la compétition entre les instabilités matérielles (telle que la striction localisée) et les instabilités structurelles (telles que la striction diffuse ou le flambage élastoplastique) dans ce type de structures.

Offre de thèse bénéficiant d’un financement LUE (Lorraine Université d’Excellence) pour une collaboration entre Polytechnique Montréal (LAVA) et l’Université de Lorraine (LEM3 à Metz). Le projet porte sur l’influence de l’endommagement, ici la densification, d’un revêtement abradable de compresseur de turboréacteur sur le contact rotor / stator. Au LEM3, il est prévu d’établir des lois de comportement pour différents types de sollicitation (compression, cisaillement et traction) aux grandes vitesses de déformation et pour une large gamme de températures sur des matériaux ayant subi au préalable une densification maitrisée. Ces lois seront ensuite implémentées dans des modèles numériques développés au LAVA. Le / la doctorante partagera son temps de travail entre les deux sites.

The objective of the doctoral project will be to assess the initial mechanical properties of conventional and high-entropy MAX phases, as well as SiC. Their evolution under irradiation will be investigated by means of micro-mechanical tests, required considering the size of sample and the irradiation depth of few μm. Hardness and plasticity behavior will be determined by nano-indentation and micro-compression, respectively. The toughness will be evaluated using Scanning Electron Microscope (SEM) in-situ microcantilever bending tests. The results will allow determining the potential of improvement in mechanical properties after irradiation of high-entropy MAX phase in comparison to conventional MAX phases and SiC.