Doctorate Positions


December 1, 2015

PhD position at LEM3 (CNRS UMR 7239) – Metz – France
in the framework of Labex DAMAS (Lorraine University)

” Modélisation de diagrammes de diffraction de rayons X réalisés in situ par des méthodes numériques type FFT (Fast Fourier Transform) “

La diffraction des Rayons X est l’une des méthodes de caractérisation les plus courantes des matériaux et de leur comportement mécanique. Elle permet de mesurer avec une grande précision les paramètres réticulaires d’un monocristal ou d’un polycristal.

L’utilisation du faisceau émis par une source de rayonnement synchrotron telle que l’ESRF (Grenoble), DeSY (Hambourg) ou autre permet de réduire le temps d’enregistrement d’un diffractogramme à un dixième de seconde (au lieu de quelques heures en laboratoire). Il est ainsi possible de mesurer en temps réel la déformation élastique d’un matériau.

L’interprétation des diagrammes de diffraction n’est cependant pas triviale, car l’état des contraintes locales d’un matériau polycristallin est complexe dû aux hétérogénéités élastique et plastique dans le matériau, et aux défauts cristallins (hétérogéneïtés chimiques, dislocations).

Une piste très prometteuse suivie au sein du LabEx DAMAS est la simulation directe des pics de diffraction basée sur une modélisation complète du comportement mécanique du matériau. La comparaison des diffractogrammes simulés et expérimentaux permet alors de vérifier la validité de la simulation du comportement mécanique.

Cette méthode nécessite le calcul du champ de déplacement dans un volume élémentaire représentatif du matériau. Ceci peut être réalisé de manière efficace et économe en temps de calcul grâce à des méthodes développées ces dernières années qui font un usage intensif de la Transformée de Fourier Rapide.

Le but de la Thèse est la validation de la méthode de calcul du champ de déplacement, de déformations, contraintes par comparaison de résultats obtenus à l’aide de différents algorithmes FFT puis son application à des cas génériques de complexité croissante : déformation plastique en traction d’éprouvettes monocristallines, essai Bauschinger et essai de fatigue, puis application aux polycristaux (effets respectifs de l’anisotropie élastique et de l’anisotropie plastique). Les simulations seront validées par des comparaisons avec les résultats d’expériences réalisées à l’ESRF et à DeSy.

Le candidat aura des bases théoriques solides en mécanique des milieux continus, et des connaissances de base en physique des matériaux (interaction matière-rayonnement, diffraction) et en programmation (Fortranou C, par exemple). Durant la Thèse, il participera à plusieurs séries d’expériences sur Très Grands Instruments.

Contacts:
Stéphane BERBENNI (LEM3, Metz) stephane.berbenni@univ‐lorraine.fr, Phone +33 (0)3 87 54 72 38
Alain JACQUES (IJL, Nancy) alain.jacques@univ­-lorraine.fr, Phone +33 (0)6 77 24 72 88