Thèse Modélisation de la Propagation d'Ondes Ultrasonores pour les Matériaux Polycristallins - Jumeau Numérique et Validations Expérimentales dans un Contexte de Mise en Forme à Chaud. H/F - Mines Paris-PSL

Établissement : Mines Paris-PSL
École doctorale : SFA - Sciences Fondamentales et Appliquées
Laboratoire de recherche : Centre de Mise en Forme des Matériaux
Direction de la thèse : Marc BERNACKI ORCID 0000000266772850
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-08-31T23:59:59

L'un des objectifs de l'Union européenne en matière de changement climatique consiste à atteindre des émissions nulles de gaz à effet de serre d'ici 2050. Cette perspective soumet l'industrie des matériaux métalliques, qui contribue grandement aux émissions de carbone, à une pression considérable de réduction des émissions de gaz à effet de serre, nécessitant la mise en place de stratégies numériques robustes et avec un haut degré de confiance, pour le développement et la conception de nouveaux matériaux à impact environnemental réduit .

D'un point de vue plus général, les propriétés d'usage et la durabilité des matériaux métalliques sont fortement liées à leur microstructure, elle-même issue des
traitements thermo-mécaniques effectués au cours de leur mise en forme.
Ainsi, la compréhension et la prédiction des évolutions microstructurales sont aujourd'hui des points clés de la compétitivités des entreprises industrielles, avec un impact économique et sociétal direct sur tous les secteurs économiques majeurs (aéronautique,
nucléaire, énergies renouvelables, défense, transport...).

L'observation des caractéristiques internes pour mesurer l'évolution de la microstructure des matériaux polycristallins lors des traitements thermomécaniques implique généralement des examens 2D ex-situ complexes et destructifs après essais thermiques interrompus. Par ailleurs l'étude de certains mécanismes, comme la recristallisation post-dynamique, reste inaccessible vu l'échelle de temps en jeu ou la précision des mesures nécessaires pour les quantifier.

Dans ce contexte, les techniques de contrôle ultrasonores laser à chaud constituent une piste priviligiée pour coupler jumeaux numériques de la modélisation des évolutions de microstructures et propagation d'ondes ultrasonores dans ces milieux polycristallins et cela pour une gamme de température compatible avec les procédés de mise en forme.

En effet il est connu que la diffusion des ondes ultrasonores, leurs échos et leur atténuation dans les matériaux polycristallins, peuvent être corrélés aux hétérogénétiés volumiques (de premier ordre) et surfaciques comme les joints de grains (de second ordre). La construction de jumeaux numériques très précis dans l'étude du bruit mesuré à froid et à chaud est une perspective novatrice pour la calibration de mesures non destructives et la compréhension de certains mécanismes métallurgiques transitoires intervenant en mise à forme.

Niveau d'étude: master 2 ou diplôme d'ingénieur en Acoustique, Mathématiques Appliqués ou Métallurgie avec un très bon dossier.

Compétences en modélisation numérique, compétences en anglais, capacités à travailler dans une équipe inter-disciplinaire.