Post-doctorat - Relations procédé-microstructure-propriétés de mousses

Matériaux, physique du solide Post-doctorat - Relations procédé-microstructure-propriétés de mousses - H/F Dans un objectif de conception de structures légères, capables d'absorber les chocs, la fabrication additive permet la création de structures complexes à partir de matériaux pouvant présenter des gradients de propriétés. Parmi eux, les élastomères expansés permettent de développer une porosité contrôlée par les paramètres d’impression par activation thermique d'agents porogènes. Ces élastomères thermoplastiques intègrent une technologie de moussage active permettant de faire varier la densité du matériau ainsi que ses propriétés mécaniques en fonction notamment de la température d’impression ou du débit d’extrusion. Après impression, une mousse élastomère à cellules fermées présentant un comportement visco-hyperélastique est obtenue. Ce comportement mécanique dépend de plusieurs paramètres comme la microstructure cellulaire induite pendant l’impression, les interfaces issues du procédé de fabrication additive ou encore l’anisotropie inhérente au procédé FDM (Fused Deposition Modeling). 2 ans + 2 x 1an renouvelables L'objectif de ce post-doctorat est d'établir les relations entre les paramètres d'impression, la microstructure et le comportement mécanique d'une mousse élastomère, puis de développer une loi de comportement hyperélastique compressible pour prédire sa réponse mécanique. Une première étape de ce sujet consistera à établir des relations entre les paramètres d’impression et la microstructure développée en termes de porosité et d’anisotropie par l’utilisation de la microtomographie à rayons X. Les propriétés physico-chimiques de l’élastomère seront quant à elles caractérisées par DSC et FTIR. Afin d’avoir une caractérisation la plus complète possible, les propriétés mécaniques seront étudiées sous plusieurs types de sollicitations (traction / compression / compression confinée / DMA). La réponse mécanique sera alors mise en regard de la microstructure observée par tomographie à rayons X. Des essais de compression interrompue in-situ sous tomographe sont également envisagés afin d’enrichir la description du lien entre microstructure et réponse mécanique. Ces essais permettront d’avoir accès à la fermeture des pores, l’évolution de l’anisotropie et des différents mécanismes de densification. Dans un second temps, la modélisation du comportement mécanique de ces mousses est envisagée par le développement d’une loi hyperélastique compressible qui dans l’idéal devra tenir compte de l’anisotropie du matériau. Celle-ci devra prendre en compte des grandeurs microstructurales comme la porosité ou encore le tenseur d’anisotropie préalablement déterminé par microtomographie. La principale difficulté réside dans le fait que la grande majorité des modèles hyperélastiques reposent sur l’hypothèse de (quasi)incompressibilité du matériau ce qui n’est pas le cas ici. 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. Doctorat en mécanique ou en science des matériaux (polymères), essais mécaniques, microtomographie RX, caractérisations physico-chimiques, autonomie, force de proposition, capable d'adaptation et d'apprentissage de nouvelles techniques Sciences expérimentales, modélisation éléments finis Post-doctorat