Description du sujet de thèse
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Simulations hydrodynamiques de matériaux poreux pour l'endommagement ductile
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Le comportement mécanique des matériaux métalliques sous sollicitation fortement dynamique (choc), et en particulier leur endommagement, est une thématique d'intérêt pour le CEA-DAM. Pour le tantale, l'endommagement est de nature ductile : par germination, croissance et coalescence de pores (vides) au sein du matériau. Les modèles usuels d'endommagement ductiles ont été développés à partir d'hypothèses simplificatrices de pores isolés dans la matière. Cependant des études récentes par simulations directes décrivant explicitement une population de pores répartis dans le matériau (ainsi que des observations expérimentales après rupture) ont montré l'importance de l'interaction entre pores pour la prévision de l'endommagement ductile. Toutefois, les mécanismes microscopiques de cette interaction restent à élucider. De plus, ces études numériques doivent être étendues aux échelles de longueur et de vitesses de sollicitation d'intérêt.
L'objectif de la thèse est d'étudier les phases de croissance et de coalescence de l'endommagement ductile au travers de simulations numériques directes d'un milieux poreux soumis à une sollicitation dynamique. Des simulations hydrodynamiques, dans lesquelles des pores seront maillés explicitement au sein d'une matrice continue, seront utilisées afin de se placer aux échelles d'intérêt de temps et de longueur. Le suivi de la population de pores au cours de la simulation renseignera à différents niveaux sur l'influence de l'interaction entre pores pendant l'endommagement ductile. D'abord, le comportement du massif sera comparé à celui prédit par les modèles classiques à pores isolés, montrant l'effet macroscopique de l'interaction entre pores. On s'intéressera également à l'évolution de la distribution de tailles dans la population de pores. Enfin, un dernier objectif sera de comprendre l'interaction microscopique pore à pore. Afin de tirer parti de la richesse des résultats de simulation, des approches issues de l'intelligence artificielle (réseau de neurones sur le graphe associé à la population de pores) seront utilisées afin d'apprendre le lien entre voisinage d'un pore et croissance de celui-ci.
Le/la doctorant(e) aura l'occasion de développer ses compétences en physique des chocs et en mécanique, en simulations numériques (avec l'accès aux supercalculateurs du CEA-DAM) et en science des données.
Université / école doctorale
Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Energétique (ISMME)
Paris Sciences et Lettres
Localisation du sujet de thèse
Site
DAM Île-de-France
Critères candidat
Formation recommandée
École d'ingénieurs ou master en mécanique, matériaux ou physique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
Cadet Clément < correo electrónico eliminado por razones de seguridad >
CEA
DAM/DPEM
CEA DAM Île-de-France
Bruyères-le-Châtel
91297 Arpajon cedex
01 69 26 40 00
Tuteur / Responsable de thèse
Kerfriden Pierre < correo electrónico eliminado por razones de seguridad >
Centre des Matériaux - MINES Paris
Centre des Matériaux UMR 7633
Centre des Matériaux - MINES Paris
CNRS UMR 7633
21, allée des Marronniers,
78000 VERSAILLES SATORY
En savoir plus
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Simulations hydrodynamiques de matériaux poreux pour l'endommagement ductile
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Le comportement mécanique des matériaux métalliques sous sollicitation fortement dynamique (choc), et en particulier leur endommagement, est une thématique d'intérêt pour le CEA-DAM. Pour le tantale, l'endommagement est de nature ductile : par germination, croissance et coalescence de pores (vides) au sein du matériau. Les modèles usuels d'endommagement ductiles ont été développés à partir d'hypothèses simplificatrices de pores isolés dans la matière. Cependant des études récentes par simulations directes décrivant explicitement une population de pores répartis dans le matériau (ainsi que des observations expérimentales après rupture) ont montré l'importance de l'interaction entre pores pour la prévision de l'endommagement ductile. Toutefois, les mécanismes microscopiques de cette interaction restent à élucider. De plus, ces études numériques doivent être étendues aux échelles de longueur et de vitesses de sollicitation d'intérêt.
L'objectif de la thèse est d'étudier les phases de croissance et de coalescence de l'endommagement ductile au travers de simulations numériques directes d'un milieux poreux soumis à une sollicitation dynamique. Des simulations hydrodynamiques, dans lesquelles des pores seront maillés explicitement au sein d'une matrice continue, seront utilisées afin de se placer aux échelles d'intérêt de temps et de longueur. Le suivi de la population de pores au cours de la simulation renseignera à différents niveaux sur l'influence de l'interaction entre pores pendant l'endommagement ductile. D'abord, le comportement du massif sera comparé à celui prédit par les modèles classiques à pores isolés, montrant l'effet macroscopique de l'interaction entre pores. On s'intéressera également à l'évolution de la distribution de tailles dans la population de pores. Enfin, un dernier objectif sera de comprendre l'interaction microscopique pore à pore. Afin de tirer parti de la richesse des résultats de simulation, des approches issues de l'intelligence artificielle (réseau de neurones sur le graphe associé à la population de pores) seront utilisées afin d'apprendre le lien entre voisinage d'un pore et croissance de celui-ci.
Le/la doctorant(e) aura l'occasion de développer ses compétences en physique des chocs et en mécanique, en simulations numériques (avec l'accès aux supercalculateurs du CEA-DAM) et en science des données.
Université / école doctorale
Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Energétique (ISMME)
Paris Sciences et Lettres
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Site
DAM Île-de-France
Critères candidat
Formation recommandée
École d'ingénieurs ou master en mécanique, matériaux ou physique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
Cadet Clément < correo electrónico eliminado por razones de seguridad >
CEA
DAM/DPEM
CEA DAM Île-de-France
Bruyères-le-Châtel
91297 Arpajon cedex
01 69 26 40 00
Tuteur / Responsable de thèse
Kerfriden Pierre < correo electrónico eliminado por razones de seguridad >
Centre des Matériaux - MINES Paris
Centre des Matériaux UMR 7633
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CNRS UMR 7633
21, allée des Marronniers,
78000 VERSAILLES SATORY
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