Plasticité intermittente des matériaux cristallins : des observations et simulations d'avalanches de dislocations aux modèles continus // Intermittent Plasticity in Crystalline Materials: From Observations and Simulations of Dislocation Avalanches to Cont

La plasticité des matériaux cristallins résulte généralement du mouvement collectif des dislocations. Aux échelles microscopiques, ce mouvement n'est pas continu mais s'organise sous forme d'avalanches et de bandes de glissement localisées, phénomènes observés expérimentalement mais mal décrits par les modèles continus. Ce projet vise à établir un lien quantitatif entre observations expérimentales, simulations discrètes et plasticité cristalline continue. Des essais de traction in situ au microscope électronique en transmission (Mines Paris) seront combinés à des simulations de dynamique moléculaire et de dynamique des dislocations (ESPCI) afin d'identifier les mécanismes collectifs et les longueurs caractéristiques gouvernant l'intermittence plastique. Ces informations serviront au développement de modèles éléments finis de plasticité cristalline à gradients fondés sur les densités de dislocations (tenseur de Nye). Les résultats attendus ouvriront la voie à une nouvelle génération de modèles continus à base physique pour la simulation des matériaux cristallins aux échelles microscopiques
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Plasticity in crystalline materials generally arises from the collective motion of dislocations. At microscopic scales, this motion is not continuous but occurs through intermittent dislocation avalanches and localized slip bands, phenomena that have been observed experimentally but remain poorly described by continuum models. This project aims to establish a quantitative link between experimental observations, discrete simulations, and continuum crystal plasticity. In situ tensile experiments performed in a transmission electron microscope (Mines Paris) will be combined with molecular dynamics and discrete dislocation dynamics simulations (ESPCI) to identify the collective mechanisms and characteristic length scales governing plastic intermittency. The resulting insights will be used to develop gradient crystal plasticity finite element models based on dislocation density fields (Nye tensor formalism). The expected outcomes will pave the way for a new generation of physically based continuum models for the simulation of crystalline materials at microscopic scales.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Début de la thèse : 01/10/2026

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

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) : Le candidat devra être titulaire d'un diplôme Bac+5 ou équivalent en Sciences des Matériaux, Physique, Mécanique ou discipline apparentée. Il devra manifester un fort intérêt pour la recherche fondamentale ainsi que pour les approches multi-échelles associant expériences, simulations et modélisation. De bonnes connaissances en métallurgie physique, physique des dislocations ou mécanique des matériaux seront appréciées. Une première expérience en caractérisation microstructurale, en simulation numérique (dynamique moléculaire, éléments finis, calcul scientifique) ou en programmation scientifique constituera un atout. Une curiosité pour les interactions entre physique et mécanique ainsi qu'une capacité à évoluer à l'interface entre expérimentation et modélisation seront particulièrement recherchées. Pour postuler : Envoyer votre dossier à recrutement_these@mat.mines-paristech.fr et mathias.lamari@minesparis.psl.eu 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. Prerequisite (specific skills for this thesis): The candidate should hold a Master's degree (or equivalent five-year university degree) in Materials Science, Physics, Mechanics, or a related discipline. They should demonstrate a strong interest in fundamental research as well as in multiscale approaches combining experiments, simulations, and modeling. A solid background in physical metallurgy, dislocation physics, or mechanics of materials will be appreciated. Prior experience in microstructural characterization, numerical simulation (molecular dynamics, finite element methods, scientific computing), or scientific programming will be considered an asset. Curiosity for the interplay between physics and mechanics, together with the ability to work at the interface between experimentation and modeling, will be particularly valued. 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 and mathias.lamari@minesparis.psl.eu