Doctorant en Optimisation de la Microstructure et Performances d'Aciers Recyclés - Campus de Metz H/F Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM)

L'objectif scientifique central de cette thèse est d'établir un cadre expérimental-numérique avancé reliant la réponse macroscopique de tôles d'acier recyclé à leurs caractéristiques microstructurales locales, pour différentes teneurs en éléments résiduels et différentes épaisseurs. Elle vise à identifier et à quantifier les descripteurs microstructuraux enrichis qui gouvernent le comportement mécanique observé. Le programme de recherche s'organise en quatre tâches connectées:

- Sélection des matériaux et caractérisation initiale : des tôles neuves et recyclées de même nuance seront sélectionnées pour une gamme d'épaisseurs pertinente. La microscopie électronique à balayage et des techniques complémentaires permettront d'étudier l'effet des éléments résiduels sur les propriétés métallurgiques : apparition de transformations de phase, taille et morphologie des grains, hétérogénéité microstructurale, inclusions ou impuretés associées aux éléments résiduels. Des essais mécaniques macroscopiques établiront la réponse de référence et mettront en évidence l'effet de la variabilité induite par le recyclage sur les performances mécaniques.

- Caractérisation 3D et reconstruction de jumeaux numériques : sous rayonnement X synchrotron de haute énergie, la tomographie par contraste de diffraction (DCT) fournira la morphologie 3D des grains et leurs orientations cristallographiques. La diffraction des rayons X en 3D (3DXRD) et la topotomographie compléteront ces données par des champs de déformation et de rotation résolus à l'échelle du grain, ainsi que par des informations intragranulaires. Une chaîne reproductible de traitement des données convertira ces mesures en jumeaux numériques pour la simulation, tout en conservant un lien direct avec les éprouvettes physiques correspondantes.

- Modélisation locale et non locale en plasticité cristalline : une hiérarchie de descriptions constitutives sera développée. La plasticité cristalline locale établira d'abord la réponse de référence des tôles conventionnelles. Les formulations de plasticité cristalline à gradient et micromorphes développées par l'équipe introduiront ensuite des longueurs internes physiquement motivées pour décrire les tôles minces et ultraminces.

- Simulation en champs complets, calibration et validation : des solveurs dédiés par éléments finis ou par FFT seront mis en oeuvre. La calibration des modèles combinera les courbes contrainte-déformation macroscopiques et les mesures inter- et intra-granulaires. Les prédictions seront validées pour différentes épaisseurs et conditions métallurgiques.