37 days agoCEA

Caractérisation thermique et microstructurale d'isolants architecturés élaborés par fabrication additive

  • Stage
  • Tours (Indre-et-Loire)
  • IT development

Job description

Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Situé à 15km de Tours, le centre Le Ripault concentre tous les métiers et compétences scientifiques et techniques pour la mise au point de nouveaux matériaux, depuis leur conception (modélisation sur ordinateur, synthèse, …) jusqu'à leur fabrication (mise en forme, usinage, …) et leur caractérisation. Cette expertise, de l'amont à l'aval, développée au service de la Défense, trouve de nombreuses applications intéressant les activités civiles, profitant aussi bien à de grands industriels qu'à des PME.

Référence

2019-10708-1279

Description du poste

Domaine

Matériaux, physique du solide

Contrat

Post-doctorat

Durée du contrat (en mois)

2 ans

Description de l'offre

Situé à 15 km de Tours, le centre du CEA Le Ripault concentre tous les métiers et compétences scientifiques et techniques pour la mise au point de nouveaux matériaux, depuis leur développement (conception, synthèse, sécurité et fiabilité d'emploi) jusqu'à leur industrialisation (procédés de mise en œuvre et intégration système). Cette expertise, de l'amont à l'aval, développée au service de la Défense, trouve de nombreuses applications dans le domaine civil, profitant aussi bien à de grands industriels qu'à des PME. Contexte Depuis une quizaine d'années, la science des matériaux vit une petite révolution au travers du développement de moyens expérimentaux capables de décrire en 3D l'organisation de la matière sur des volumes statistiquement représentatifs, pour des échelles allant de quelques nm au mm (TEM, FIB-SEM, tomographie X), autorisant ainsi de nouvelles approches dans l'analyse microstructurale en s'appuyant sur des techniques d'analyse d'image de plus en plus performantes. De plus, les capacités des moyens informatiques actuels (notamment les supercalculateurs) permettent de réaliser des «expériences numériques» à même de calculer non seulement les propriétés physiques de ces volumes numériques à partir de la connaissance des propriétés des constituants de base, mais aussi leur comportement sous sollicitation. Ces simulations permettent de concevoir un milieu dont les performances (thermiques, mécaniques…) peuvent être optimisées en fonction de la nature des constituants de base et de la topologie de la microstructure. Reste à pouvoir réaliser ces nouveaux matériaux : c'est dans ce contexte que la fabrication additive (FA) apporte une solution, d'une part en réalisant des échantillons de ces nouveaux milieux pouvant être caractérisés par des moyens classiques pour valider les nouveaux concepts numériques et d'autre part en réalisant in fine ces nouveaux matériaux dans une mise en forme adaptée à leur utilisation finale. C'est dans ce contexte que des études sont menées au CEA Le Ripault pour concevoir de nouveaux matériaux isolants à haute température (> 1000 C) ; en appliquant cette démarche matériaux numériques associée à la FA. Cependant pour être pertinentes, les simulations du comportement thermique de microstructures virtuelles nécessitent de connaître les propriétés des constituants de base de ces dernières fabriquées par FA. En outre, deux techniques de FA sont utilisées au laboratoire : la stéréolithographie et la projection de liant. Chaque procédé d'élaboration impacte différemment la microstructure finale réalisée ce qui peut induire des écarts notables entre le comportement thermique de la structure fabriquée et les prédictions théoriques du comportement de la structure virtuelle. L'objectif du sujet post-doctoral proposé est d'étudier les propriétés des matériaux réalisés d'un point de vue : - Microstructural (nature des constituants, morphologies, etc.), en lien avec les paramètres des procédés d'impression et les opérations de traitement thermique (carbonisation, frittage…) des structures obtenues à partir de résines chargées en poudre céramique ou de mélange de poudres de différente nature. Ce point sera mené en s'appuyant sur les outils présents au laboratoire (MEB, DRX, Tomo X, microscope 3D…) et permettra d'évaluer l'impact des procédés de FA, - Comportemental, par la détermination des propriétés thermiques d'une part des constituants de base en fonction de la température pour « alimenter » les calculs, et d'autre part des structures réalisées, afin de valider ou non les simulations de comportement. Ce point sera mené en s'appuyant sur les outils présents au laboratoire (microscopie photothermique à différentes échelles, méthode flash, DSC, dilatomètre) Les résultats obtenus pourront faire l'objet de publications dans des revues scientifiques ou de communications dans des congrès internationaux.

Ideal candidate profile

Profil du candidat

DOCTORAT
BAC+8