Chercheur sur l'étude par ondes de Rayleigh des contraintes résiduelles générées par un choc laser (H/F

Missions :
Les techniques de Laser Shock Peening (LSP) permettent d’introduire dans une pièce métallique des contraintes résiduelles importantes et de manière contrôlée. Lors de ce processus, la focalisation d’une impulsion laser de haute énergie et de courte durée à la surface d’un échantillon conduit à l’ablation de la matière en surface et à la formation d’un plasma. Lors de sa phase de détente, celui-ci va exercer une pression de haute intensité (supérieure au GPa) à la surface de l’échantillon, à l’origine de contraintes résiduelles (CR) de surface. Par ailleurs, une onde de choc se propageant dans le cœur de la structure résulte aussi de cette détente. La répétition de cette étape permet le traitement d’une grande surface.
L’étude des CR nécessite dans la plupart des cas l’utilisation de techniques (semi-)destructives, coûteuses et/ou dangereuses. Ces contraintes rendent d’autant plus compliqué l’étude de la dynamique de la génération des CR. Plusieurs méthodes basées sur la propagation d’ondes acoustiques ont été proposées afin d’étudier a posteriori les contraintes résiduelles dans les matériaux. Toutefois, peu de travaux s’intéressent aujourd’hui à l’étude par ondes acoustiques de la dynamique de formation des contraintes résiduelles. En raison de leur localisation près de la surface, une piste de travail pour sonder acoustiquement les CR réside dans l’utilisation d’ondes acoustiques de surface, les ondes de Rayleigh.
En raison de leur nature non-linéaire, les ondes de chocs peuvent présenter des comportements uniques vis-à-vis des ondes élastiques et acoustiques. En particulier, des régimes uniques sont observés dans les fluides lors de la réflexion oblique d’une onde sur une paroi libre. Si l’onde de choc est dite faible, le régime de réflexion de von Neumann peut être observée : l’onde semble réfléchie à distance de la paroi, les angles incidents et réfléchis ne sont pas égaux et une troisième onde, appelée pied de Mach, apparaît longeant la paroi et reliant cette dernière à un point triple où la rejoigne les ondes incidente et réfléchie. L’existence de ce régime a pu être observé et simulé dans les fluides malgré l’absence d’une description analytique. Sa présence dans les solides reste toutefois une question ouverte.

Activités :
Le chercheur ou la chercheuse post-doctorant(e) aura pour mission la réalisation de deux études. Les deux projets s’intégreront au sein de la plateforme Héphaïstos se trouvant au laboratoire PIMM et dédiée à la génération laser d’ondes de chocs.
- Mettre en place en montage expérimental basé sur un système électronique multi-élément permettant la génération d’ondes de Rayleigh et synchronisé avec la source laser ;
- Mettre en place un montage expérimental optique couplé à la source laser haute énergie permettant de réaliser des mesures de vélocimétrie ;
- Conception et fabrication des échantillons métalliques adaptées ;
- Réalisation des campagnes de mesu
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