Fiche de poste

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Le sujet de thèse proposé vise à tester différentes possibilités d’amélioration du procédé
d’impression 3D métallique par fusion laser sur lit de poudre (L-PBF), et à vérifier leurs effets à
travers des expériences de fusion laser instrumentées, et des analyses détaillées des états de la
matière fabriquée.

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Environnement de travail :

Le projet s’appuie sur les expertises du PIMM et de la société Industrial Laser Sytem qui travaillent parallèlement sur le sujet du WLAM. Le projet se déroulera pour partie (25% du temps) au PIMM sur le site de l’ENSAM Paris (prise en main procédé sur équipement de dépôt latéral robotisé, traitement des données) et sur l’installation de WLAM coaxial ILS (portique cartésien) sur le site de l’école polytech Nantes (75% du temps), en étroite collaboration avec un doctorant pour la mise en place des capteurs, les essais et une partie du traitement des données. Ce poste s’inscrit dans le cadre d’un projet collaboratif entre le PIMM et Industrial Laser Sytem.

Travail/Mission du post-doctorant

Le post-doctorant réalisera les expérimentations nécessaires pour : collecter les données issues des mesures, les mettre en forme et les stocker dans une base de données dédiée. Ensuite, il cherchera comment définir les défauts pertinents qui caractérisent une pièce non-conforme. Pour cela, il s’appuiera sur les données disponibles dans le cadre du soudage (norme de soudage, étude bibliographique) et également sur les données bibliographiques existantes pour le procédé WAAM (Wire arc additive Manufacturing), un procédé proche du WLAM. En se basant sur cette étude, le post-doctorant proposera/développera des méthodes de classification automatique pour reconnaitre les défauts/dommages dans une pièce et quantifier leur sévérité. Plusieurs approches seront évaluées (RNN, SVM, GAN, etc.). L'objectif in fine est d'élaborer un système d'aide à la décision permettant un diagnostic rapide de l'état structurel de la pièce fabriquée.

Contacts

Prof. Nazih MECHBAL, PIMM-UMR CNRS 8006, Arts et Métiers, Ensam, Paris
E-mail : nazih.mechbal@ensam.eu

Prof. Fakhreddine ABABSA, PIMM-UMR CNRS 8006, Arts et Métiers, Ensam, Paris
E-mail : fakhreddine.ababsa@ensam.eu

M. Frédéric COSTE, PIMM-UMR CNRS 8006, Arts et Métiers, Ensam, Paris
E-mail : frederic.coste@ensam.eu

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Candidater

Dans le cadre du projet ULHYSSE, cette thèse porte sur la simulation du rotomoulage de poudre de polyéthylène. Cette simulation concerne le transfert de chaleur, la coalescence et la densification des particules et l'écoulement du polymère fondu.

Le (la) candidat(e) à cette thèse doit :
- Connaître les langages informatiques et maîtriser l'utilisation des outils de simulation
- Avoir une base solide dans le domaine des polymères

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Dans le cadre des financements plan de relance, le laboratoire PIMM (UMR CNRS/ENSAM/CNAM) met en place une collaboration de 24 mois avec le centre de recherche ARCELORMITTAL Montataire, portant d’une manière générale sur l’amélioration des procédés de soudage par laser en vue d’optimiser les performances pour l’application à de nouveaux matériaux et de nouveau revêtement

Le profil demande une bonne expertise en métallurgie des procédés de soudage des aciers, et des capacités en simulation numérique de ces procédés (notamment si possible Flow 3D). Le poste est ouvert à compter du 1° trimestre 2022, pour une durée de 24 mois.

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Le projet ForgeLaser souhaite relever les défis scientifiques et technologiques associés en s'intéressant à l'ensemble de la problématique : interaction laser - matière confinée avec des polymères et petites tâches laser, transport du laser par fibre optiques souples, simulation numérique complète du procédé pour proposer des approches prédictives des champs de contraintes et de leur impact à l'échelle de la pièce traitée sur sa durabilité. Le sujet du travail post-doctoral proposé est centré sur la tenue en fatigue d’un alliage d’aluminium traité par choc laser dans diverses conditions. Il comprend deux volets : (i) des investigations expérimentales sur des éprouvettes vierges et d’autres traitées par LSP (essais de fatigue, observations microstructurales avant et après LSP dans différentes conditions, analyses des contraintes résiduelles) ; (ii) des investigations expérimentales sur des monocristaux d’aluminium pur traités par LSP dans diverses conditions (EBSD, diffraction des rayons X).

Le premier volet doit permettre de quantifier les effets du LSP sur la tenue en fatigue dans différentes conditions de traitement et mieux comprendre les raisons physiques de ces effets sur un alliage industriel. On cherchera également à modéliser ces effets d’après des modèles de résistance en fatigue tenant compte du champs de contraintes résiduelles et de l’état de surface des pièces. Le deuxième volet concerne un matériau modèle (des monocristaux d’aluminium pur). Il devrait permettre de comprendre et quantifier les déformations plastiques induites par le choc laser, les gradients de déformations intragranulaires, la rotation de réseau cristallins et les endommagements éventuels. Ces données expérimentales seront précieuses pour comprendre les phénomènes micromécaniques en jeu et ainsi alimenter la modélisation du LSP en plasticité cristalline développée actuellement dans une thèse.

Le(la) candidat(e) recruté(e) devra disposer de compétences solides en mécanique expérimentale des matériaux. Une expérience en fatigue des matériaux et analyses aux petites échelles (MEB, EBSD, diffraction X) sera un atout. Il/elle devra posséder un goût prononcé pour le travail expérimental et le travail en équipe afin de s’intégrer dans les deux laboratoires d’accueil (I2M et PIMM).

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Ingénieur-e en physico chimie | Place de l'emploi public (place-emploi-public.gouv.fr)

Contacts

Alain.guinault@ensam.eu

veronique.favier@ensam.eu

In the context of the REDI (RMIT European Doctoral Innovators) project, which has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Skłodowska-Curie grant agreement No 101034328, we are looking for excellent candidates to join this PhD training scheme. More specifically, we are proposing 3 different research projects in the field of architectured materials, set between Paris (Cnam, PIMM lab) and Melbourne (RMIT) as a cotutelle. One of the conditions is not to have spent more than 12 months in France during the last 3 years. Deadline for application is November 30th, with a starting date planned for March 2022. Information available and application to be made through the REDI programme website: https://www.rediprogram.eu/vacancies/architectured-materials/

This project aims to study coupling effects between the mechanical loading of an elastomer and chemical degradation such as oxidation or hydrolysis in order to develop and validate more reliable lifetime prediction tools. In service, polymers are generally used under stress meaning that there is a coupling between chemical degradation and mechanical loading. In most of the studies, the coupling of both is not considered. When long term behavior of a polymer is considered only from a mechanical point of view, the creep or fatigue predictions do not consider any chemical degradation effects, even though their impacts have been clearly demonstrated in the past.

The main idea here is to propose a new and original approach at the frontier between the mechanical approach (considering mainly damage in materials) and the chemical point of view (considering chain scission and crosslinking).

We believe that this innovative approach will be the way to go for the future research in material degradation either for the research and for the industries. It will allow to get a better understanding and therefore a better design and choice of material depending on the application.

The post doc will be carried out on two sites, at Ifremer in Brest and at the PIMM laboratory in Paris, with a currently undefined distribution. The exact organization of the presence time on each site is to be defined according to the needs of the project.

PostDoc position for 18 months

Contexte du stage :

Ce stage vient en complément d’un travail de thèse (financé en partie par Safran) portant sur la simulation complète du procédé. Le stagiaire sera donc encadré et intégré au sein d’une petite équipe où sa contribution portera notamment sur la simulation de la partie zone fondue avec ajout de matière (figure 2 Droite).

Objectifs :

Quatre objectifs principaux sont identifiés :

• Amélioration du modèle actuel de « pièce » (prise en compte de l’aspect multi matériaux).
• Validation de ce modèle par comparaison à des données expérimentales.
• Couplage entre les modèles de « poudre » et de « pièce » (respectivement à gauche et à droite sur la figure 2) de manière indirecte i.e. en couplage « faible ».
• Identification des régimes « chaud » et « froid » par la simulation

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