Simulation numérique avancée et intelligence artificelle pour la compréhension des points bas en résilience des aciers forgés

Les essais de résilience Charpy sont utilisés dans l'industrie nucléaire pour tester la résistance à la rupture des pièces en acier forgées.

Or, les résultats de ces essais présentent une variabilité forte dans certaines configurations de forgeage sur des pièces de très grandes dimensions réalisées par Framatome. Des études précédentes ont montré que l'acier forgé est fortement hétérogène à l'échelle mésoscopique. Ces hétérogénéités, qui due à la ségrégation de certains éléments d'alliage pendant la succession d'opérations thermomécaniques mis-en jeu lors du forgeage, sont une cause majeure de la variabilité observée sur les résultats d'essais de résilience.

L'enjeu de la thèse est de permettre à Framatome de mieux appréhender cette variabilité par une approche alliant simulation numérique par éléments finis et modélisation probabiliste. Les approches d'intelligence artificielle seront fortement mises à contribution, notamment pour générer des champs de mésoségrégations 3D à partir d'observations 2D, et pour accélérer les calculs éléments finis élasto-plastiques.

Pour plus de détails sur le sujet, consuler:

https://www.mat.minesparis.psl.eu/formation/doctorat/propositions-de-sujets-de-these/?id=64556

et contacter les membres de l'équipe encadrante du centre des matériaux ( pierre.kerfriden (at) minesparis.psl.eu )

Le Centre des Matériaux (CMAT) de Mines Paris – PSL est un centre de recherche spécialisé dans l’étude, la conception, la caractérisation et la modélisation des matériaux avancés et des matériaux de structure. Ses travaux visent à mieux comprendre les relations entre procédés d’élaboration, microstructures, propriétés mécaniques et comportement en service des matériaux, afin de répondre à des enjeux scientifiques et industriels dans des secteurs tels que l’aéronautique, l’énergie, l’automobile, l’électronique, la défense ou encore les biomatériaux.

La recherche menée au CMAT repose sur une approche pluridisciplinaire associant expérimentation, analyse fine des microstructures, essais mécaniques, modélisation numérique et simulation du comportement des matériaux et des structures. Le centre dispose de plateformes expérimentales et numériques avancées permettant de conduire des travaux allant de l’échelle du matériau à celle de la pièce ou du système.

Le CMAT joue également un rôle important dans la formation par la recherche, en accueillant chaque année de nombreux doctorants au sein de ses équipes. Les thèses menées au centre s’inscrivent généralement dans des projets de recherche académiques ou partenariaux avec l’industrie, offrant aux doctorants un environnement scientifique exigeant, fortement connecté aux problématiques technologiques actuelles. Cette formation doctorale permet aux jeunes chercheurs de développer des compétences de haut niveau en sciences des matériaux, expérimentation, modélisation et innovation industrielle.

À travers ses activités de recherche, ses encadrements doctoraux et ses collaborations avec les acteurs académiques et industriels, le Centre des Matériaux contribue à la production de connaissances, au développement de nouvelles solutions matériaux et à la formation des futurs spécialistes du domaine.

Un centre de recherche d’excellence

Spécialiste des matériaux de structure pour l’aéronautique, l’énergie, l’automobile et la mécanique, ainsi que des matériaux innovants pour l’électronique, le stockage d’énergie et les biomatériaux, le Centre collabore avec des grands groupes industriels et des PME-PMI pour développer des solutions technologiques avancées.

Trois missions

Ingénieur ou master en mécanique numérique ou physique avec une forte composante de programmation/simulation et un intérêt prononcé pour l'optimisation, les statistiques ou l'intelligence artificielle