Stage : quantification expérimentale des effets de taille sur la ténacité des alliages d'aluminium h/f

Détail de l'offre Informations générales Entité de rattachement Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat. Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs. Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international. Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales : • La conscience des responsabilités • La coopération • La curiosité Référence 2025-37569 Description de l'unité Le Laboratoire du Comportement Mécanique des Matériaux Irradiés (LCMI) réalise des essais mécaniques sur matériaux irradiés (non fissiles), la modélisation, l'identification mais aussi la compréhension de leur comportement et de leur endommagement. Les lois de comportement ainsi identifiées prennent en compte différents paramètres et en particulier l'effet de l'irradiation. Une fois établies et identifiées, ces lois sont intégrées dans des modules informatiques qui sont ensuite livrés en tant que briques pour les codes aux éléments finis. Cela permet une intégration des données acquises directement réutilisable pour la simulation. Le Laboratoire est composé d'environ 25 personnes permanentes ainsi que 2 à 4 thésards et des stagiaires. Nous travaillons principalement dans un cadre français régi par des accords de collaboration (bi ou tripartites) avec EdF, Framatome,ARSN et Défense. Les matériaux testés sont principalement des alliages métalliques issus des réacteurs industriels et expérimentaux actuels : acier de cuve, aciers inoxydables de structures internes, aciers austéno-ferritiques, alliages de zirconium, alliages d'aluminium. Description du poste Domaine Mécanique et thermique Contrat Stage Intitulé de l'offre Quantification expérimentale des effets de taille sur la ténacité des alliages d'aluminium H/F Sujet de stage La détermination des propriétés mécaniques est basée usuellement sur des éprouvettes dont les dimensions sont normalisées. Cependant le besoin de miniaturisation des éprouvettes a été identifié pour différentes applications. L'une d'entre elles est l'optimisation de la matière irradiée, et en particulier pour déterminer l'évolution de la résistance à la propagation de défauts en fonction du niveau d'irradiation. Depuis une vingtaine d'années, d'importantes études ont été menées à l'international afin de qualifier une éprouvette de ténacité miniaturisée, appelée mini-CT, pour déterminer la température de transition ductile-fragile des aciers utilisés pour les cuves des réacteurs nucléaires électrogènes. Un autre enjeu, plus récent, est l'utilisation d'éprouvettes miniatures dans le cadre du programme de surveillance des réacteurs de recherche afin d'obtenir des données de ténacité. Les matériaux d'intérêt pour les caissons de ces réacteurs sont les alliages d'aluminium ou de zirconium. Durée du contrat (en mois) 6 Description de l'offre Des études récentes ont montré que ces alliages pouvaient présenter des instabilités en propagation lors des essais de ténacité. Pour l'alliage d'aluminium 6061, ces instabilités ont été reliées dans une thèse récente à une résistance réduite du matériau à la propagation de fissure (c-à-d un faible module de déchirement), et une complaisance importante du dispositif d'essai (c-à-d une faible raideur). L'utilisation d'éprouvettes mini-CT pouvant modifier la complaisance du dispositif d'essai, on s'intéressera dans cette étude à (i) l'effet de cette géométrie sur l'apparition de ces instabilités, (ii) la transférabilité des valeurs de ténacité entre les éprouvettes mini-CT et les éprouvettes de ténacité taille standard. Ce stage s'inscrit dans la continuité des études menées au laboratoire sur la miniaturisation des éprouvettes de ténacité, et en particulier sur l'utilisation de la géométrie mini-CT pour déterminer la ténacité de matériaux de structure utilisés dans les réacteurs nucléaires. L'étude sera conduite sur un alliage d'aluminium utilisé pour le caisson des réacteurs de recherche. Elle sera basée sur la conduite de campagnes expérimentales d'essais de ténacité. Un premier objectif sera de déterminer les propriétés de ténacité à partir de mini-éprouvettes pour différents états du matériau. On quantifiera la propension du matériau à montrer des instabilités en fonction des différents états. On étudiera par ailleurs les mécanismes de rupture mis en œuvre à partir d'observations en microscopie électronique à balayage (MEB). Le deuxième objectif sera d'étudier l'effet du dispositif expérimental sur l'apparition des instabilités. Un travail de prédimensionnement du dispositif d'essai sera conduit à partir d'outils d'analyse développés au laboratoire jusqu'à la réalisation et la qualification de ce dispositif. Ainsi, les principales missions du stage sont les suivantes : - S'approprier la littérature sur (i) les effets de l'irradiation neutronique sur la ténacité des alliages d'aluminium, (ii) la transférabilité entre les éprouvettes standard et miniaturisées appliquée à la détermination de la ténacité des alliages d'aluminium. - Dimensionner un nouveau dispositif d'essai, le réaliser et le qualifier. - Réaliser plusieurs campagnes expérimentales d'essais de ténacité sur des éprouvettes miniaturisées. - Réaliser les analyses fractographiques au MEB pour investiguer les mécanismes de rupture. - S'approprier les résultats du stage, les analyser et les transcrire dans un rapport de stage. Afin de mener à bien ses missions, le.la stagiaire sera encadré.e par deux ingénieurs chercheurs du Laboratoire de Comportement mécanique des Matériaux Irradiés (LCMI) et formé.e par l'équipe du LCMI pour la prise en main des moyens expérimentaux. Des réunions de travail seront régulièrement organisées afin que le.la stagiaire présente l'avancement de ses missions et les difficultés rencontrées. Moyens / Méthodes / Logiciels Machine de traction, polisseuses, Microscope Optique, Microscope Electronique à Balayage, Python Profil du candidat Le stage débutera au plus tôt en février 2026, pour une durée de 6 mois. Nous recherchons un.e étudiant.e en 4ème ou 5ème année après le bac ayant suivi une formation orientée vers la mécanique, et la science des matériaux. Des appétences pour les applications pratiques et l'expérimentation requérant un sens physique pertinent seraient appréciées. Des connaissances en langage de programmation Python sont conseillées. Une maîtrise de la mécanique de la rupture serait un plus. Le.la stagiaire devra être curieux.se, rigoureux.se et aimer travailler au sein d'une équipe. A l'issu du stage, le.la candidat.e aura développé, des compétences en mécanique non linéaire de la rupture, en réalisation/analyse d'essais mécaniques, et une bonne connaissance des mécanismes de rupture des alliages d'aluminium. Par ailleurs, le.la stagiaire aura acquis une vision globale sur le fonctionnement de la R&D dans un centre d'excellence internationale. Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cette offre de stage est ouverte à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l'inclusion des travailleurs handicapés.