Thèse Ingénierie de Dislocations dans un Alliage Tial Contenant Zr et c pour Application dans l'Aéronautique H/F - Université de Toulouse

Établissement : Université de Toulouse
École doctorale : SDM - SCIENCES DE LA MATIERE - Toulouse
Laboratoire de recherche : CEMES - Centre d'Elaboration de Matériaux et d'Etudes Structurales
Direction de la thèse : Jean-Philippe MONCHOUX ORCID 0000000157470810
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-30T23:59:59

L'ingénierie de défauts constitue actuellement un domaine de recherche émergeant en métallurgie, dans lequel l'objectif est de contrôler la structure et la chimie de défauts cristallins à l'échelle atomique, pour améliorer les propriétés de matériaux en vue d'applications technologiques. Ici, nous nous intéressons à des défauts linéaires, les dislocations, porteuse du « quantum » de déformation plastique, dont le ralentissement par des nano-précipités pourrait améliorer très fortement la résistance mécanique à chaud de la famille d'alliages intermétalliques TiAl. Ces matériaux sont en effet introduits depuis les années 2010 dans les moteurs d'avions GENX et LEAP de General Electrics et SAFRAN, en raison de leur très faible densité et de leur remarquable résistance mécanique à chaud. C'est pourquoi l'amélioration des propriétés mécaniques à chaud de ces alliage constitue un enjeu technologique majeur, auquel le freinage des dislocations par des nano-précipités est susceptible d'apporter des réponses innovantes. Le sujet de thèse consistera donc à élaborer des alliages TiAl, auxquels seront ajoutés Zr et C, pour induire la formation de nano-précipités sur les dislocations. Puis, l'effet produit sera évalué par des tests mécaniques en fluage. Enfin, plus fondamentalement, la précipitation sera mise en évidence sur les dislocations de montée et de glissement, le Zr étant suspecté interagir avec les dislocations de montée, et le C avec les dislocations de glissement. Pour distinguer ces deux types de dislocations, la technique de tomographie électronique, très récemment développée pour reconstruire en 3D les sous-structures de dislocations à l'échelle nanométrique, sera notamment mise en oeuvre.

Le/la candidat(e) devra posséder de bonnes connaissances en métallurgie (microstructure, propriétés mécaniques). Une première expérience en microscopie électronique en transmission n'est pas requise, mais serait appréciée.

Développement d'alliage TiAl à forte résistance mécanique à chaud, en vue d'applications dans l'aéronautique

Accroître la résistance en fluage d'alliages TiAl, en induisant la précipitation d'éléments d'alliages (Zr et C) dans le coeur des dislocations

Élaboration d'alliages
Essais mécaniques de traction et de fluage
Identification des mécanismes de précipitation et de déformation en 3D par tomographie électronique

Le/la candidat(e) devra posséder de bonnes connaissances en métallurgie (microstructure, propriétés mécaniques). Une première expérience en microscopie électronique en transmission n'est pas requise, mais serait appréciée.