H/F Doctorant/Doctorante en modélisation par la méthode du champ de phase de la formation de microstruc

Sujet de thèse :
Le développement de nouveaux alliages d’aluminium (Al) fabriqués à partir de matériaux recyclés par des procédés innovateurs est un sujet important pour la transition écologique. Ces nouveaux alliages doivent garder de bonnes propriétés mécaniques malgré la présence d’impuretés dans les matériaux recyclés, surtout des éléments de transition (ET) (Fe, Cr, Mn …). L’ajout de certains ET à des alliages d’aluminium, même en petite quantité, peut considérablement modifier la microstructure. Le mécanisme sous-jacent est que certains solutés créent un ordre icosaédrique de courte portée dans le liquide, ce qui change la cinétique d’attachement des atomes à l’interface solide-liquide et joue ainsi sur la sélection des directions de croissance des dendrites de solidification. La formation des microstructures est contrôlée par la compétition entre (1) la diffusion des solutés dans le liquide ordonné, (2) l’anisotropie de l’énergie de surface de l’interface solide-liquide, et (3) l’anisotropie de la cinétique d’attachement. Cette thèse a comme objectif de mieux comprendre l’influence de ces facteurs sur la formation de microstructures dans les alliages d’Al durant la fabrication additive, en utilisant des simulations avec la méthode du champ de phase. Le/la doctorant/e pourra utiliser un code de champ de phase « maison » écrit en Cuda C et parallélisé sur un processeur GPU (graphical processing unit). Une parallélisation sur plusieurs GPU serait un développement intéressant durant cette thèse.
Contexte :
Le PMC fait partie des 22 laboratoires du centre de recherche de l’Ecole polytechnique qui travaille aux frontières de la connaissance sur les grands enjeux interdisciplinaires scientifiques, technologiques et sociétaux.
Au sein de la Direction de l’Enseignement et de la Recherche de l’Ecole polytechnique, le Laboratoire de Physique de la Matière Condensée (PMC) est une unité de recherche mixte (Ecole polytechnique/CNRS) dont le travail s’organise autour de deux axes fondamentaux que sont les nanosciences et la physique de l'irrégularité.
Branche de la Physique qui cherche à comprendre les états solides, liquides ou intermédiaires (gels, pâtes, mousses, ...) de la matière (structure, propriétés, phénomènes d’ensembles liés aux interactions entre les particules qui la composent), la physique de la matière condensée est une science qui se situe en amont d’innombrables avancées technologiques.

Le/la doctorant/e sera incrit/e à l’Ecole Doctorale de l’Institut Polytechnique de Paris, qui regroupe environ 900 doctorants venant de 30 laboratoires et 10 disciplines différentes. En sus de la formation scientifique, l’Ecole Doctorale offre un large éventail de formations doctorales complémentaires. Au PMC, le doctorant fera partie de l’équipe « physique de l’irrégularité » ; à l’IJL, il travaillera dans l’équipe « solidification ».

Cette thèse fait partie du projet LUMEN (Liquid structure Unders
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