Présentation de la société : CEA
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
Missions
Missions :
L’entrée de l’hydrogène dans les métaux est connue pour avoir une influence néfaste sur leurs propriétés mécaniques, en particulier sur leur allongement à la rupture et leur résistance à la propagation de fissure. Ce phénomène complexe découvert depuis plus de cent ans est connu sous le nom de fragilisation par l’hydrogène (FPH) . Aujourd’hui, il n’existe pas encore de consensus sur les mécanismes de cette fragilisation. Avec les enjeux de décarbonisation actuels la filière hydrogène se développe largement en Europe et en France, rendant la compréhension de ces mécanismes toujours plus pertinente. Au sein du LCA, l’équipe de FPH s’intéresse à ce phénomène en milieu hydrogène gazeux.
La fragilisation par l’hydrogène est intrinsèquement liée à la répartition de l’hydrogène au sein des métaux, via des mécanismes de diffusion et de piégeage. Divers dispositifs expérimentaux permettent d’analyser la diffusion et le piégeage de l’hydrogène dans les métaux, dont la spectroscopie de thermo-désorption (TDS) . Cette méthode consiste à exposer préalablement un échantillon à l’hydrogène, puis à mesurer le flux d’hydrogène désorbé par cet échantillon pendant un cycle de montée en température. L’analyse de ces données donne des indications qualitatives et quantitatives (énergies de piégeage) sur les populations de pièges présents dans la microstructure.
Le LCA dispose d’un système d’analyseur hydrogène couplé à un four, permettant de réaliser des essais de TDS. Les travaux de stage consisteront à simuler numériquement l’essai de TDS, à réaliser des analyses, et à confronter le modèle aux résultats expérimentaux obtenus. Le but est d’obtenir un outil d’aide à l’analyse des spectres de TDS, afin de fiabiliser l’interprétation des résultats.
Le stage débutera par une phase de bibliographie sur la diffusion/piégeage de l’hydrogène dans les métaux et sur l’analyse de ces phénomènes par TDS, incluant des approches par simulation numérique. La partie expérimentale consistera en une campagne d’essais de TDS sur un ou plusieurs alliages sélectionnés. La partie simulation commencera par la création d’un premier modèle 1D par Python, puis l’implémentation du modèle en 2D/3D par Cast3M. Les résultats expérimentaux générés seront utilisés comme base de travail pour la simulation.
Profil recherché
Diplôme préparé : Bac+5 – Diplôme Ecole d’ingénieurs
Compétences scientifiques : Modélisation thermique, science des matériaux métalliques
Connaissances : Préparations métallographiques, simulation numérique
Moyens/Méthodes/Logiciels : Polissage mécano-chimique, spectrométrie de thermo-désorption, simulation numérique (Python, Cast3M)
Commentaires libres : Le candidat doit être à l'aise avec les manipulations expérimentales, et avoir une connaissance basique d'outils de programmation et de simulation numérique (idéalement Python et Cast3M ou Abaqus)