Thèse Fabrication en Forme Quasi-Nette de Multimatériaux Innovants H/F

Université de Lille

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Sciences de la Matière du Rayonnement et de l'Environnement
Laboratoire de recherche : UMET - Unité Matériaux Et Transformations
Direction de la thèse : Gang JI ORCID 0000000224156275
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-08-31T23:59:59

De nombreuses applications d'ingénierie requièrent une combinaison de propriétés qui ne peut être obtenue avec un matériau monolithique unique, ce que l'on appelle le « défi de la multifonctionnalité ». La fabrication simultanée de plusieurs matériaux au sein d'une même géométrie, tout en garantissant la stabilité structurale et les fonctionnalités attendues, constitue un obstacle majeur pour la plupart des procédés conventionnels. Dans les alliages métalliques, un compromis entre résistance et ductilité est souvent inévitable, car la plupart des mécanismes de renforcement limitent le mouvement des dislocations et réduisent la capacité de déformation plastique. Les procédés de métallurgie des poudres (MP) offrent un fort potentiel pour élaborer des matériaux multimatières et des matériaux à gradient fonctionnel (FGM), puisqu'ils permettent d'introduire localement des variations de composition et donc des gradients de propriétés. Cependant, comparés à la fonderie et à la fabrication additive (FA), les procédés MP présentent souvent des capacités limitées de mise en forme proche des cotes finales (near-net shaping), nécessitant des opérations d'usinage complémentaires longues et coûteuses. Cette limitation est désignée ici comme le « défi de la mise en forme proche des cotes finales ». L'objectif de cette thèse en cotutelle est de développer et de démontrer de nouveaux procédés MP combinant l'approche couche par couche de la FA et le frittage assisté par courant électrique pulsé. Cette stratégie vise à fabriquer des composants proches des cotes finales intégrant plusieurs matériaux, afin de répondre simultanément au défi de la mise en forme et à celui de la multifonctionnalité.

Le projet doctoral portera sur la sélection de poudres simples et multiples (alliages à base de Ni, à base d'Al, etc.), l'élaboration par métallurgie des poudres (MP) et la simulation des procédés MP par la méthode des éléments finis (KU Leuven), la caractérisation microstructurale avancée à l'aide de la microscopie électronique en transmission de pointe (ULille), ainsi que la caractérisation mécanique combinant des essais mécaniques à l'échelle du laboratoire (KU Leuven) et des expériences synchrotron in situ au DESY (Hambourg, Allemagne).