STAGE 6 mois Développement essai mécanique miniaturisé pour caractérisation rapide d'aciers avancés H/F

Sujet de stage

Les aciers ODS (Oxide Dispersion Strengthened) sont des matériaux innovants, pressentis comme matériaux de gaine pour les réacteurs nucléaires de quatrième génération de par leur résistance mécanique élevée à haute température et sous irradiation. Leur élaboration nécessite des procédés utilisant la métallurgie des poudres, complexes à mettre en œuvre et ne permettant d'obtenir qu'une quantité limitée de matière à l'échelle laboratoire.

L'essai de micro-emboutissage (Small Punch Test, SPT) apparait comme un moyen de caractérisation rapide et économe en matière des propriétés mécaniques de ces matériaux.
Ce stage a pour objectif de tester le dispositif de SPT disponible au sein du Laboratoire de Technologie de Matériaux Extrêmes, d'en extraire les propriétés mécaniques matériau et d'évaluer la pertinence de cet essai pour les aciers ODS.

Description de l'offre

Objectifs et méthodologie : 

 

1. Etude bibliographique

• Familiarisation avec les normes relatives au Small Punch Test (SPT) ;
• Analyse de la transposabilité des résultats obtenus par SPT avec des essais mécaniques conventionnels comme l’essai de traction uniaxial (pour le domaine des aciers) ;
• Impact de l’état de surface et de la préparation d’échantillon sur les résultats SPT pour les aciers.

 

2. Calibration avec des matériaux de référence

• Réaliser des essais sur des matériaux aux propriétés mécaniques connues (acier ODS, nuance 304, éventuellement céramique) pour vérifier la validité, la répétabilité et la dispersion des résultats ;
• Comparer les différentes méthodes de mesure du déplacement lors de l’essai SPT (déplacement de la traverse, déflexion sous l’éprouvette via un extensomètre…) et identifier la configuration d’instrumentation la plus pertinente pour l’extraction de propriétés mécaniques cohérentes avec les essais de traction conventionnels ;
• Développer une méthode de traitement des données brutes pour en extraire les propriétés mécaniques (ex. limite élastique, résistance à la rupture).

 

3. Optimisation de la préparation d’éprouvettes SPT

• Mettre au point une procédure rapide et robuste pour minimiser le nombre de rebus ;
• Etudier l’influence de la préparation des éprouvettes sur la qualité et la dispersion des résultats : géométrie de l’éprouvette, tolérance, état de surface ;
• Déterminer les dispersions de mesure intrinsèques au dispositif SPT du CEA ;
• Déterminer les données caractéristiques exploitables pour un essai SPT sur aciers ODS.

 

 

Résultats attendus :

 

À la fin du stage, les résultats suivants sont attendus :

• Un protocole de préparation d’éprouvette robuste, répétable et conforme aux spécifications établies lors du stage ;
• Une corrélation validée entre les données mécaniques obtenues par SPT et celles issues d’essais conventionnels (ex. traction uniaxiale), avec une méthode de traitement des données documentée ;
• Une analyse de l’influence de l’état de surface et de la géométrie des éprouvettes sur les propriétés mesurées ;
• Une analyse des dispersions statistiques de mesure avec l’essais SPT sur acier ODS ;
• Un bilan de l’intérêt du SPT pour caractériser des aciers ODS ;
• Un rapport technique synthétisant les bonnes pratiques pour l’utilisation du SPT ainsi que ses limites.

Profil du candidat

Nous recherchons un(e) étudiant(e) en Master ou en école d'ingénieur (Bac+4/Bac+5), spécialisé(e) en mécanique ou science des matériaux et doté(e) d’un intérêt pour la recherche expérimentale.

Une connaissance préalable en mécanique des matériaux, si possible en instrumentation, des méthodes de caractérisation des matériaux et du traitement de données (Python par exemple) sera appréciée.

 

De votre côté, vous cherchez une entreprise :

Qui développe vos compétences et construit votre parcours professionnel,
Qui prône la mixité et la diversité,
Qui est acteur majeur de la recherche dans le nucléaire :

Venez prendre part vous aussi à l’aventure CEA !

 

Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l’inclusion des travailleurs handicapés.