Maitrise de la fabrication de pièces monocristallines par procédé LPBF : modélisation de la croissance microstructurale par couplage automate cellulaire-éléments finis

Le projet de doctorat proposé vise à développer une modélisation fiable du procédé LPBF appliqué aux alliages d’intérêt aéronautique, pour étudier l’évolution microstructurale des pièces en cours de construction.

Il s’agira d’étudier l’influence des paramètres procédés sur ces évolutions microstructurales et de définir les conditions de constructions pertinentes permettant de réaliser des pièces monocristallines, et – plus largement – à microstructure contrôlée. En particulier, dans le cadre du consortium du projet, deux autres thèses se dérouleront chez les autres partenaires. L’une sera à dominante numérique, pour étudier le développement du bain de fusion, à travers un modèle fin en temps et en espace, permettant d’étudier l’interaction laser-matière.

L’autre sera à dominante expérimentale pour étudier la mise en forme du faisceau laser, qui devrait être une clé pour maitriser la géométrie et la forme du bain, et – en conséquence – les directions de croissance privilégiées et le type de microstructure formée. Une interaction très forte avec ces deux autres thèses est attendue sur la durée du projet.

En particulier, il est attendu de pouvoir exploiter au mieux les modèles de forme de faisceau pertinente pouvant conduire à des bains amenant à des constructions monocristallines.

plus de détail ici : 

https://www.cemef.minesparis.psl.eu/wp-content/uploads/2025/05/these_SAFRAN_2ms.pdf

Leader mondial dans le domaine des matériaux, des procédés et de leur modélisation, le CEMEF réalise une recherche partenariale avec l'industrie et forme des experts (doctorats et mastère spécialisé).

Pluridisciplinaire, le CEMEF étudie tous les types de matériaux (métaux et alliages métalliques, polymères synthétiques et issus de la biomasse, composites, béton...) et de procédés industriels en s’intéressant aux différentes étapes de la vie du matériau : élaboration -> mise en forme -> traitements thermiques -> assemblage -> propriétés d'usage -> recyclage.

Elément majeur d’innovation, sa compréhension du comportement des matériaux aux différentes échelles, de l'interaction outil-matière, de l’impact des procédés sur les propriétés finales permet l’optimisation et le développement de procédés de fabrication de plus en plus complexes et contraints (technologie, énergie, environnement…).

Il s’appuie sur des approches couplant techniques expérimentales et modélisations numériques

Le CEMEF, c'est plus de 160 ingénieurs, chercheurs, étudiants, techniciens, animés par la même curiosité face à la complexité des phénomènes, la même envie de se dépasser pour agrandir le champ des connaissances, le même goût du défi scientifique.

C’est un centre de recherche de MINES Paris PSL, associé au CNRS.

Spécialisations : polymères, bioplastiques, composites, métaux, alliages métalliques, transformation des matériaux, physique, mécanique, thermique, propriétés d'emploi, tenue en service, modélisation numérique, développement logiciel, calcul intensif, surfaces.

Formation Ingénieur ou Master 2, dans les domaines du numérique, des matériaux, de la mécanique ou des mathématiques appliquées.

Etudiant(e) attiré(e) par les problématiques liées à la modélisation et la simulation numérique des phénomènes physiques, en science de l’ingénieur.

Salaire brut annuel 38500 € k€