Etude de l'effet de l'usinage chimique du titane TA6V sur son enrichissement par l'hydrogène : Conséquences métallurgiques et impact sur ses caractéristiques mécaniques // Study of the effect of chemical milling of Ti-6Al-4V titanium Alloy on hydrogen upt

L'usinage chimique du titane Ti‑6Al‑4V, couramment utilisé dans les applications aéronautiques, peut induire une absorption d'hydrogène susceptible d'altérer les propriétés du matériau. Cet enrichissement, souvent hétérogène, peut conduire à la formation d'hydrures et affecter localement la microstructure, avec des conséquences potentielles sur la ductilité, la résistance à la fissuration et la tenue en fatigue.
L'objectif de cette thèse est de comprendre les mécanismes de chargement en hydrogène lors de l'usinage chimique, d'identifier les facteurs contrôlant sa diffusion et sa localisation, et d'analyser les interactions entre hydrogène et microstructure. Une attention particulière sera portée à la formation de gradients d'hydrogène et à leur influence sur les propriétés locales et globales du matériau.
Les travaux s'appuieront sur des approches expérimentales multi‑échelles combinant mesures d'hydrogène, caractérisations microstructurales avancées et essais mécaniques, notamment en traction et en propagation de fissures. L'influence de l'hydrogène sur les mécanismes d'endommagement sera ainsi étudiée dans des conditions représentatives du service.
Enfin, l'étude visera à évaluer l'impact de cet enrichissement sur la tenue en service des composants et à proposer des recommandations permettant d'optimiser les procédés industriels et les méthodes de contrôle.
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Chemical milling of Ti‑6Al‑4V titanium alloy, widely used in aerospace applications, can lead to hydrogen uptake that may alter the material's properties. This hydrogen enrichment, often heterogeneous, can promote hydride formation and locally affect the microstructure, with potential consequences on ductility, fracture resistance, and fatigue behavior.
The aim of this PhD is to investigate the mechanisms of hydrogen uptake during chemical milling, to identify the factors controlling hydrogen diffusion and localization, and to analyze hydrogen-microstructure interactions. Particular attention will be paid to the formation of hydrogen gradients and their influence on both local and global material behavior.
The work will rely on a multi‑scale experimental approach combining hydrogen measurements, advanced microstructural characterizations, and mechanical testing, including tensile and crack propagation experiments. The influence of hydrogen on damage mechanisms will be studied under conditions representative of service.
Finally, the study will assess the impact of hydrogen enrichment on component integrity and will propose recommendations to optimize industrial processes and inspection methods.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Cifre

CIFRE ANRT

Mines Paris-PSL

621 ISMME - Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique

Profil type pour une thèse à MINES Paris: Ingénieur et/ou Master recherche - Bon niveau de culture générale et scientifique. Bon niveau de pratique du français et de l'anglais (niveau B2 ou équivalent minimum). Bonnes capacités d'analyse, de synthèse, d'innovation et de communication. Qualités d'adaptabilité et de créativité. Capacités pédagogiques. Motivation pour l'activité de recherche. Projet professionnel cohérent. Pré-requis (compétences spécifiques pour cette thèse) : Pour postuler : Envoyer votre dossier à recrutement_these@mat.mines-paristech.fr comportant • un curriculum vitae détaillé • une copie de la carte d'identité ou passeport • une lettre de motivation/projet personnel • des relevés de notes L3, M1, M2 • 2 lettres de recommandation • les noms et les coordonnées d'au moins deux personnes pouvant être contactées pour recommandation • une attestation de niveau d'anglais Typical profile for a thesis at MINES Paris: Engineer and / or Master of Science - Good level of general and scientific culture. Good level of knowledge of French (B2 level in french is required) and English. (B2 level in english is required) Good analytical, synthesis, innovation and communication skills. Qualities of adaptability and creativity. Teaching skills. Motivation for research activity. Coherent professional project.
Typical profile for a thesis at MINES Paris: Engineer and / or Master of Science - Good level of general and scientific culture. Good level of knowledge of French (B2 level in french is required) and English. (B2 level in english is required) Good analytical, synthesis, innovation and communication skills. Qualities of adaptability and creativity. Teaching skills. Motivation for research activity. Coherent professional project. Prerequisite (specific skills for this thesis): Applicants should supply the following : • a detailed resume • a copy of the identity card or passport • a covering letter explaining the applicant's motivation for the position • detailed exam results • two references : the name and contact details of at least two people who could be contacted • to provide an appreciation of the candidate • Your notes of M1, M2 • level of English equivalent TOEIC to be sent to recrutement_these@mat.mines-paristech.fr