H/F Doctorat en mécanique des matériaux architecturés

Sujet de thèse :
Avec une production annuelle estimée à plus de 600000 tonnes et un marché en forte croissance, galvanisé par des enjeux sociétaux et environnementaux toujours plus préoccupants, les mousses polymères sont omniprésentes dans notre quotidien car elles répondent à un besoin d'allègement des structures associé à une faible conductivité thermique ou électrique. Au regard de ce potentiel industriel et économique, la conception de mousses polymères plus performantes et dégradables, ainsi que le développement de nouveaux modes de fabrication de ces mousses plus efficients et vertueux sont au cœur du projet GreenFoam (PEPR DIADEM) dans lequel s'inscrit cette thèse.
Comparé aux matériaux conventionnels, les mousses apportent une nouvelle dimension : elles sont structurées selon des agencements tridimensionnels plus ou moins complexes, périodiques ou aléatoires. Le champ de conception de ces matériaux englobe un nombre considérable de combinaisons qui rend difficile d'appréhender la recherche d'une conception optimale, que ce soit via des mesures expérimentales ou des simulations numériques. En particulier, la structure complexe et parfois stochastique des mousses rend difficile le développement de modèles constitutifs pour ces matériaux architecturés. Ainsi, l'objectif est de mettre en place une démarche scientifique couplant expérimentation rationnalisée et à haut débit, simulation numérique et intelligence artificielle pour accélérer la découverte de mousses à haute performance plus éco-responsables.
Le projet GreenFOAM, pour la découverte et l'optimisation accélérées de mousses à haute performance éco-responsables aux architectures hiérarchiques via des procédés photo-induits, a été sélectionné dans le cadre du PEPR DIADEM dédié au développement accéléré de matériaux émergents assisté par l'IA.
Dans le cadre de ce projet, la personne recrutée rejoindra l'équipe MIM de l'ICS, UPR 22 CNRS.
Son rôle consistera à :
1. Développer un outil numérique permettant de reproduire le processus de moussage d'un mélange de polymères à partir de paramètres physiques dérivés du procédé. En particulier, l'interaction entre les réactions de réticulation ou de solidification et la cinétique de gonflement cellulaire joue un rôle essentiel dans la formation de la mousse. Pour cette tâche, le candidat (H/F) s'appuiera sur un modèle « ad-hoc » préalablement développé à l'ICS et capable de produire des volumes représentatifs de mousse à partir d'une description thermodynamique de la croissance d'un ensemble de bulles de gaz dans un polymère à l'état fondu. Pour corréler les modèles à l'expérience, la caractérisation et le suivi du processus de moussage seront réalisés par microtomographie aux rayons X, dont dispose l'ICS. L'un des objectifs de cette modélisation multi-physique porte sur l'optimisation de paramètres afin de structurer une organisation cellulaire selon une morphologie spécifique.
2. Inter
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