Descriptif de fonction Rôle Missions Principales

Descriptif de fonction
Titre de la fonction exercée : Doctorant
Direction :
Programme: Renforcement des surfaces
Fonction du N+1 : Chef du projet de l' IRT
Projets: CONDOR
Type de contrat : CDD
Statut : Cadre
Rôle
L’IRT M2P :
recherche mutualisé créé récemment, associant des industriels et des établissements de recherche et
d’enseignement supérieur.
ies avancées de production des matériaux
n Forme, Surfaces, Assemblage) et 2 axes transversaux
(Caractérisation, Modélisation)
vise un effectif à 10 ans de 150 personnes, dont 60 permanents de recherche et 50 doctorants/post doctorants.
L’équipe de traitement mécanique de surfaces est constituée au démarrage du responsable, d’un technicien et d’au moins
2 doctorants ou post-doctorants.
Missions Principales - Relations






Il mène son projet de recherche -thèse- au sein de son équipe de recherche technologique IRT et d’un
laboratoire public d’accueil. Il rend compte à son tuteur Industriel et à son tuteur laboratoire public. Il partage
son temps entre le site de l’IRT et celui de son laboratoire public d’accueil.
Il développe ses compétences en suivant les formations définies par l’école doctorale à laquelle il est inscrit et
par l’IRT. Il veille en particulier à développer sa connaissance de l’entreprise, sa dimension internationale, ses
connaissances et compétences en matière d’innovation et de création d’activités.
Il participe aux projets de recherche menés par son équipe de recherche technologique au sein l’IRT, notamment
ceux qui impliquent les industriels.
Il pourra participer à des activités de formation, en particulier dans les établissements de formation membres de
l’IRT.
Il veille à la valorisation de ses travaux de recherche tant sur le plan académique (publications, participation à
des congrès…) que sur le plan économique (brevets, valorisation et transferts de technologies, journées
techniques…), sous la supervision de son tuteur industriel et de son tuteur laboratoire public.
Il participe à la vie de son équipe de recherche technologique au sein de l’IRT et à celle de son laboratoire
d’accueil.
Compétences
Savoirs
Connaissances théoriques
Savoir-Faire
Savoir être
Compétences méthodologiques &
organisationnelles
Compétences relationnelles &
comportementales

Connaissances avancées

Maîtrise des méthodes de la

Rigueur et sens de
mécanique, métallurgie et
recherche, tant théoriques
l’organisation.
modélisation
qu’expérimentales.

Flexibilité et réactivité.

Connaissances scientifiques

Maîtrise de la gestion de

Qualités relationnelles.
& techniques solides et larges
projet.

Ouverture et curiosité.
(pluridisciplinaires).

Connaissance de l’entreprise
et de la gestion.

Connaissance de
l’innovation.

Anglais : courant.
Profil Souhaité

Ingénieur ou universitaire dans le domaine

Expérience en milieu industriel ou en milieu académique demandée.

Expérience en gestion de projet demandée.

Expérience internationale souhaitée
Rémunération
28 020 k€ brute annuelle
IRT M2P CIRAM
4, rue Augustin Fresnel
57 050 METZ
Statut
Cadre Position I
[email protected]
www.irt-m2p.eu
Annexe Définition de la thèse
Etude de l’impact du grenaillage sur la tenue en fatigue de composants
mécaniques industriels à géométrie complexe – Prise en compte de la macro et
de la micro géométrie
1. Contexte
La durée de vie d’une pièce mécanique est fortement dépendante de ses caractéristiques de forme, de
microgéométrie (rugosité initiale et induite), d’état mécanique (ex : contraintes résiduelles (CR),
endommagement…), et de sa microstructure métallurgique.
L’objectif de cette partie du projet CONDOR est de comprendre l’effet du grenaillage sur la tenue en
fatigue de géométrie complexe. Le matériau principalement utilisé dans cette étude est un alliage
d’aluminium de désignation Al2214 – d’autres matériaux serviront à valider la démarche (acier et
alliages base nickel).
2. Sujet de thèse
Les points particuliers à traiter sont le grenaillage de géométries complexes et la prise en compte de
l’état microgéométrique initial issu du procédé avant grenaillage (fraisage) et son évolution dans le
calcul du dimensionnement en fatigue.
Les géométries concernées sont des géométries complexes représentatives des géométries
industrielles critiques qui peuvent être :
a) Les géométries massives non planes mais à évolution continue de surface
b) Les géométries massives à discontinuité de surface tels que les coins, les trous, les chanfreins
c) Les géométries à épaisseur mince où l’hypothèse de massif semi-infini n’est plus valide
La position de la buse par rapport à la surface de la pièce peut générer un grenaillage non uniforme sur
la pièce. Cette non-uniformité de l’état mécanique et microgéométrique pouvant affecter le
dimensionnement à la fatigue de la pièce devra aussi être traitée.
Cette thèse s’inscrit en parallèle d’autres études sur le grenaillage de géométries simples (éprouvette
lisse, éprouvette à Kt). Les résultats des travaux de compréhension et de modélisation des champs
résiduels sur massif semi-infini développés dans le cadre d’autres thèses du projet CONDOR seront
transférés au calcul des champs de contraintes et de DDV d’une pièce réelle.
Ce travail propose des approches de modélisation et simulation de durée de vie avec prise en compte
des caractéristiques géométriques et microgéométrique de la pièce traitée par rapport au procédé de
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grenaillage. Ce couplage est aujourd’hui un point fondamental afin de pouvoir réellement tenir
compte de l’impact du grenaillage lors de la conception de produit (ex : réduction des masses…).
Approche numérique :
La modélisation du grenaillage doit prendre en compte les contraintes résiduelles, les déformations
plastiques, l'écrouissage et l'état microgéométrique de surface. Les calculs de durées de vie ont besoin
de ces informations pour évaluer la résistance à la fatigue de la pièce mécanique.
On propose d’aborder le problème de prédiction des champs mécaniques résiduels et de DDV avec
prise en compte de la microgéométrie en confrontant deux méthodes de simulation de grenaillage de
pièce à géométrie complexe:
-
-
Pour les zones de la pièce avec une évolution continue de la surface, un transfert des champs
mécaniques et microstructuraux issus de la simulation du grenaillage d’un massif semi infini
pour différents paramètres procédé sera réalisé. L’étude se restreindra à une pièce massive où
le rééquilibrage des contraintes n’induit pas de modification de géométrie.
Simulation déterministe d’une pièce à géométrie complexe en simulant l’impact des billes
issues de la buse sur la surface complexe. La discrétisation de la sous-surface devra permettre
la génération des gradients (champs mécaniques, microstructures) initiaux et induits. L’effet
de la microgéométrie avant grenaillage et son évolution seront étudiés. Cette technique de
simulation, quoique couteuse en temps de calcul, permet d’aborder des problèmes d’impact
sur des accidents de formes (ex : arêtes vives). Des sous-modèles pour l’étude des zones
critiques pourront être utilisés.
Ces modélisations nécessitent la caractérisation du jet de grenaille et de la surface grenaillée afin
d’estimer le taux de recouvrement sur les différentes parties de la géométrie complexe.
Approche expérimentale :
En amont du grenaillage, l’état microstructural, mécanique et microgéometrique sera analysé
respectivement par observations, filiation de dureté et analyse de CR, et mesure de rugosité 3D.
L’étude expérimentale du procédé de grenaillage par buse sera effectuée par des observations
cinématiques du jet et des impacts sur la géométrie complexe. Des mesures de taux de recouvrement
seront réalisées sur la pièce.
A l’issue du grenaillage d’une pièce réelle à géométrie complexe pour un jeu de paramètres de
grenaillage, les évolutions de contraintes résiduelles seront déterminées aux différents endroits
critiques de la pièce (ex : bord d’un trou). L’évolution des profils de CR en cours d’essai cyclique sera
suivie.
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Profil du candidat : MASTER 2 Recherche en mécanique des matériaux ayant fait de la modélisation
sur matériaux métalliques
Tuteur industriel : SAFRAN
Tuteurs académiques : Régis Kubler, Laurent Barrallier (MSMP- ENSAM Aix en
Provence) et Emmanuelle Rouhaud (UTT)
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