Doctorant F/H Mécanique des matériaux- Campus de Bordeaux-Talence
Référence : 2026-2205694
- Fonction publique : Fonction publique de l'État
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Employeur :
Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM)
ENSAM, établissement public d'enseignement supérieur, est composé de 8 campus et 3 instituts répartis sur le territoire. - Localisation : Campus Bordeaux- Talence
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- Nature de l’emploi Emploi ouvert aux titulaires et aux contractuels
- Expérience souhaitée Non renseigné
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Rémunération Fourchette indicative pour les contractuels 27-30K brut/an € brut/an Fourchette indicative pour les fonctionnaires Non renseignée
- Catégorie Catégorie A (cadre)
- Management Non
- Télétravail possible Non
Vos missions en quelques mots
Sujet de thèse/de recherche
Le grenaillage laser, ou laser shot peening (LSP), est un procédé visant à introduire des contraintes résiduelles de compression à la surface d’un matériau ou d’une structure afin d’en améliorer les propriétés en fatigue. Cela permet d’augmenter la durabilité d’une pièce mécanique ou d’un système, et donc de limiter la fréquence de remplacement et l’usage de matériaux ainsi que de matière. Un laser à haute énergie (quelques J) est appliqué sur une tache laser de diamètre millimétrique pendant une dizaine de nanosecondes.
L’interaction laser-matière produit un plasma, dont l’expansion confinée induit une onde de pression dans le matériau. Si l’amplitude de cette onde est suffisante, elle induit un champ de déformations plastiques hétérogènes, conduisant in fine à des contraintes résiduelles une fois l’équilibre statique atteint. Le LSP est donc très intéressant dans de nombreuses applications industrielles, notamment dans l’industrie aéronautique. En effet, les composants aéronautiques sont très sensibles au phénomène de fatigue et le LSP est considéré un procédé viable et robuste permettant d’améliorer leur durée de vie.
Pour des conditions spécifiques de choc laser (petites tailles de tâches laser et/ou impulsion laser courtes, dit femtoshock, ou μLSP ), la taille du chargement se rapproche de la taille caractéristique de la microsctructure des alliages métalliques traités, et cette dernière doit être prise en compte dans lesmodèles.
Il s’agit cependant d’un problème complexe, tant en termes de comportement des matériaux que de complexité géométrique, et les méthodes numériques usuelles (éléments finis, volumes finis) sont mises en défauts (difficultés à représenter et mailler les microstructures, nombres d’incréments trop grands pour les méthodes en dynamique explicite). Une alternative aux méthodes classiques consiste à utiliser des méthodes numériques basées sur les transformées de Fourier rapides (FFT) pour les matériaux hétérogènes, issues du travail fondateur de Moulinec et Suquet.
Ces méthodes ont été développées dans le contexte de l’homogénéisation périodique des propriétés mécaniques dans les microstructures hétérogènes et reposent sur une solution itérative de l’équation de Lippmann-Schwinger à l’aide de transformées de Fourier rapides (FFT). Les principales caractéristiques des méthodes FFT sont que les calculs sont basés sur la complexité numérique des transformées de Fourier rapides (en O(N logN)), elles sont basées sur des images (obtenue à partir de techniques d’imagerie telles que la microscopie électronique à balayage (MEB) ou la tomographie) ne nécessitant pas d’opérations de maillage et qu’elles s’intègrent naturellement dans un cadre HPC.
Profil recherché
Activités
A ce titre, il ou elle aura les activités suivantes :
· Développer un cadre de calcul intégré et paramétrique pour le traitement μLSP, en utilisant notamment des méthodes FFT.
· Comprendre la propagation des ondes mécaniques à des vitesses de déformation très élevées.
· Comprendre la distribution des contraintes résiduelles associée.
· Fournir un cadre de calcul permettant de prédire avec précision la distribution des contraintes résiduelles en fonction des paramètres du processus.
Objectifs
En 3 ans la personne recrutée devra avoir réussie à implémenter dans un premier temps, des modèles de plasticité simples, pour lesquels des résultats analytiques sont connus dans la résolution FFT de la propagation d’onde. La suite des résultats attendus consistera à obtenir des champs mécaniques dynamiques mais aussi résiduels dans des microstructures polycristallines. A terme, des modèles de comportement développés par des partenaires du projet devront être implémentés. Enfin, des liens devront être faits pour simuler des résultats expérimentaux, comme des profils de vitesse en face arrière, ou des pics de diffraction par rayons X, dans le cadre de campagnes expérimentales menées aux grands instruments (European XFEL).
Profil souhaité
· Titulaire d’un diplôme d’ingénieur ou d’un Master Recherche ou équivalent dans une filière de Matériaux, Mécanique.
· Connaissances en mécanique des milieux continus, comportement dynamique des matériaux, lois de comportement et méthodes numériques
· Compétences en programmation scientifique seront nécessaires (Python, Matlab)
· Un niveau d’anglais B2/C1 est attendu (capacité à s’exprimer en anglais en public, à lire des articles scientifiques)
Compétences requises
Savoirs :
- Vous connaissez mécanique des milieux continus, le comportement dynamique des matériaux, les lois de comportement et méthodes numériques
Savoir-faire opérationnel :
- Vous savez faire des simulations éléments finis et de la programmation.
Savoir être :
- Vous savez être curieux et autonome.
Niveau d'études minimum requis
- Niveau Niveau 7 Master/diplômes équivalents
Éléments de candidature
Documents à transmettre
Personnes à contacter
Qui sommes-nous ?
Depuis sa création en 1780, l’Ecole Nationale Supérieure Arts et Métiers s’attache à répondre aux défis industriels et aux enjeux sociétaux, en constante évolution.
Etablissement public scientifique, culturel et professionnel (EPSCP) sous tutelle unique du ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche, il est composé de huit campus et de trois instituts répartis sur le territoire.
Sa première mission : Former des ingénieurs capables de concevoir des produits et systèmes respectueux de l’environnement, mais aussi de contrôler une organisation industrielle en maîtrisant les risques et les coûts.
Descriptif du service
Environnement du poste
La thèse se déroulera à l’I2M, sur le campus des Arts et Métiers de Bordeaux
(Talence, 33), au sein du département DUMAS. La thèse fait partie du projet ANR L-SPIRIT, en partenariat avec le laboratoire PIMM à Paris, la Leuphana University Lüneburg et le Helmholtz-Zentrum Hereon.
À propos de l'offre
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Informations complémentaires
- Déplacements : occasionnels
- Horaires : cadre légal
- Environnement technique : non
- Langue(s) parlé(es) souhaité(es) : français, anglais, allemand (optionnel)
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Susceptible d'être vacant à partir du 01/05/2026
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Experte / Expert en sciences et chimie des matériaux
