LaMcube Université de Lille et Centrale Lille & CRITT-MDTS Charleville Mézières recherchent dans le cadre d’une thèse CIFRE, des candidats pour mener une thèse sur le « Caractérisation du procédé et des performances des matériaux et structures produites par impression 3D métallique dérivant du PIM« .

Le projet de thèse CIFRE proposé s’inscrit dans le cadre d’une collaboration initiée à l’occasion du projet Interreg FWVL FabricAr3v commencé le 01/07/2019. Ce projet vise à créer des moyens de fabrication additive Métallique (FAM) « low-cost » accessibles à tous en s’appuyant sur une technologie PIM-like c’est-à-dire dérivant du procédé de fabrication des poudres « Power Injection Moulding »

Contexte

Le LaMcube est une Unité Mixte de Recherche (UMR 9013) entre le CNRS, l’Université de Lille et Centrale Lille, regroupant des enseignants-chercheurs et des chercheurs en mécanique et génie civil. Cette unité a été créée en janvier 2018.
L’ambition du LaMcube est de créer un continuum allant de l’élaboration des matériaux à la description des systèmes sous sollicitations, en passant par la prise en compte de l’évolution des matériaux et des structures avec ces sollicitations. La considération des échelles pertinentes au regard des applications considérées est un point essentiel de nos activités. Le LaMcube a intégré début 2020 plusieurs machines industrielles de fabrication additive, ainsi que des outils de post-process nécessaires à cette technologie.
Le CRITT-MDTS, Centre Régional d’Innovation et de Transfert de Technologie, spécialisé dans les Matériaux, Dépôts et Traitements de Surfaces, est un centre de recherche industriel et également un laboratoire accrédité pour les essais physiques, chimiques et métallographiques des matériaux. Il est équipé de plateformes industrielles pour répondre à de nombreux besoins pour les traitements des matériaux. Les principaux axes de recherche concernent les traitements thermiques, les traitements de surface par voie sèche et des technologies de mise en forme de poudres métalliques ou céramiques par injection. L’acquisition récente de moyens de fabrication additive ouvre un nouvel axe de recherche que le CRITT-MDTS souhaite développer. Les procédés PIM-like sont les nouveaux procédés de fabrication additive émergents adaptés à tous type de matériaux. Il n’y a aujourd’hui peu de savoir-faire et d’expertises développés sur ces domaines du fait de leur nouveauté. Le travail de thèse contribuera à ce nouvel essor qui à de grands potentiels de débouchés industriels. Les compétences acquises au cours de cette thèse permettront au candidat d’être un expert de ces futures technologies.

Objectif de la thèse

L’objectif général de la thèse est d’évaluer les impacts de paramètres des procédés sur la microstructure et les propriétés mécaniques des matériaux étudiés. Un enjeu majeur est de comprendre l’origine des défauts, mais aussi les caractériser, identifier les paramètres du procédé les plus impactant dans le but de disposer de modèles de prédiction à intégrer dans les outils de dimensionnement. L’objectif final étant de proposer des méthodes permettant une utilisation optimale du procédé. Pour atteindre l’objectif de cette thèse, la démarche scientifique s’appuiera sur un dialogue procédé-expérimental-numérique. Sur le plan expérimental, il s’agira de maîtriser l’ensemble du procédé de FAM dérivé du MIM, d’étudier les caractéristiques microstructurales et les propriétés mécaniques des matériaux et structures produites. Il conviendra également de proposer une stratégie numérique de dimensionnement pour permettre l’utilisation de ce procédé dans une chaine de conception traditionnelle. La démarche scientifique proposée pour cette thèse se décompose en trois tâches :

 Tâche 1 : Mise en place d’un protocole de fabrication additive
 Tâche 2 : Caractérisations mécaniques d’éprouvettes et structures
 Tâche 3 : Mise en place de méthodes de dimensionnement

Profil du candidat:

Titulaire d’un Master 2 en sciences ou ingénierie des matériaux, le candidat doit présenter une bonne capacité de recherche et de synthèse avec un esprit critique. Il devra comprendre l’entreprise, ses produits, sa culture et sa stratégie, gérer un projet de R&D avec rigueur, organisation et exigence et savoir travailler en équipe et avec nos partenaires. Le candidat devra montrer les compétences nécessaires et un intérêt pour le développement d’un modèle numérique à partir de données expérimentales. Des connaissances dans le domaine des matériaux, particulièrement sur les méthodes de mise en forme des polymères ou polymères chargés, lui permettront de poser des hypothèses et de définir le protocole des caractérisations et des essais. Une expérience en fabrication additive serait fortement appréciée. Enfin, des connaissances en conception et en dessin industriel seront un atout. Il aura à travailler en autonomie et à présenter ses résultats et son état d’avancement régulièrement. La maîtrise de l’anglais sera nécessaire pour la réalisation de la bibliographie et pour de possibles communications/conférences internationales.