Éjection de matière sous choc : des défauts isolés aux surfaces aléatoires

Thermohydraulique et mécanique des fluides Stage - Bac+4/+5 - Éjection de matière sous choc : des défauts isolés aux surfaces aléatoires - H/F Lorsqu’une onde de choc se propage dans un matériau avant de se réfléchir sur une face libre, les aspérités et les cavités présentes à la surface peuvent alors concentrer localement les déformations et engendrer des microjets. Des travaux antérieurs ont permis d’établir des lois décrivant la vitesse d’éjection produite par différents types de défauts isolés [1]. Toutefois, des expériences récentes [2,3] ont révélé un comportement plus complexe : l’éjection engendrée par un ensemble de défauts ne correspond pas à la simple superposition des contributions de chaque défaut. Comment ces défauts interagissent-ils ? À partir de quelle distance ou de quelle densité ces interactions deviennent-elles significatives ? Peut-on prédire leurs effets à partir de quelques paramètres géométriques ? L’objectif du stage sera de répondre à ces questions à l’aide de simulations numériques réalisées avec un code eulérien du CEA. Dans un premier temps, l’étudiant.e reproduira quantitativement les résultats expérimentaux afin de valider la simulation. Une étude paramétrique sera ensuite mise en place pour caractériser l’influence de la taille, de l’espacement et de l’organisation spatiale des défauts sur la vitesse d’éjection. L’étude portera d’abord sur des répartitions périodiques, permettant d’isoler les mécanismes d’interaction, puis sur des distributions aléatoires plus représentatives des surfaces réelles. L’objectif sera de déterminer les conditions d’apparition des interactions et d’établir des lois d’échelle reliant la géométrie de la surface aux caractéristiques de la matière éjectée. Enfin, selon l’avancement du stage, l’approche sera généralisée à des surfaces rugueuses possédant des propriétés statistiques contrôlées. Deux familles seront étudiées : des surfaces gaussiennes, caractérisées notamment par la variance des hauteurs et la longueur de corrélation, et des surfaces fractales ou multi-échelles, caractérisées par leur exposant de rugosité. Cette dernière étape visera à déterminer si l’éjection peut être prédite directement à partir des propriétés statistiques de la surface rugueuse. L’étudiant.e développera des compétences en modélisation, en traitement de données et en mise en œuvre d’études paramétriques, tout en contribuant à l’élaboration de modèles prédictifs applicables à des surfaces réalistes. [1] Laurent Soulard et al. Journal of Applied Physics, 135(20):205902, 05 2024. [2] J.-R. Burie et al. In Proceedings of the 17th Hypervelocity Impact Symposium, Tsukuba, Japan, 2024. HVIS 2024, September 9–13, 2024. [3] J.-R. Burie et al. DYMAT Technical Meeting 2026, Grenoble, France, 2026. 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. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les collaborateurs du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation. Goût prononcé pour la modélisation numérique, le traitement de données et la comparaison simulation/expérience. Autonomie, curiosité scientifique et intérêt pour les phénomènes multi-échelles. Python. Bac+4/+5