ENVIRONNEMENT DU POSTE
L'Institut Mines-Télécom est le 1er groupe public de Grandes Écoles d'ingénieur.e.s et de management de France. Constitué de huit Grandes Écoles publiques et de deux écoles filiales, l'Institut Mines-Télécom anime et développe un riche écosystème d'écoles partenaires, de partenaires économiques, académiques et institutionnels, acteurs de la formation, de la recherche et du développement économique.
Mines Saint-Étienne, École de l'Institut Mines-Télécom, est chargée de missions de formation, recherche, innovation, transfert industriel et culture scientifique. Avec 2 500 élèves, 500 personnels, et un budget de 50 M€, elle rayonne sur 3 campus dédiés à l'industrie des futurs, à la santé et au bien-être et à la souveraineté numérique et microélectronique. Elle est classée dans le top 15 des Ecoles d'ingénieurs Françaises et dans le Top 500 des Universités mondiales.
La stratégie 2023-2027 de Mines Saint-Etienne s'inscrit dans celle de l'Institut Mines Telecom. Elle a pour ambition :
· D'accompagner les transitions écologique, numérique, et générationnelle et d'en former les acteurs · De soutenir la souveraineté nationale et européenne en microélectronique et numérique
Pour mettre en oeuvre cette stratégie et renforcer ses actions de recherche, elle recrute une post-doctorante ou un post-doctorant dans le domaine de la métallurgie physique (procédés d'élaboration, transformation de phase, caractérisation microstructurale et mécanique). Ce poste est basé sur le campus de Saint-Étienne, dans l'équipe PMM (Physique et Mécanique pour la Métallurgie) du centre SMS (Sciences des Matériaux et des Structures).
Le laboratoire Georges Friedel (LGF UMR CNRS 5307), rattaché à Mines Saint-Étienne, mène depuis une quinzaine d'années des activités de recherche sur les alliages à haute entropie (HEA : High Entropy Alloys) et les alliages concentrés complexes (CCA : Complex Concentrated Alloys). Dans la continuité de cette activité, le travail de recherche proposé s'inscrit dans le cadre du projet RECYFAB (Recyclabilité d'alliages HEA austénitiques : apport des procédés de FA), financé par le Groupement d'Intérêt Scientifique GIS HEAD et l'Agence de l'Innovation de Défense (AID). Il sera mené en collaboration avec le laboratoire MATEIS (UMR CNRS 5510) à l'INSA de Lyon, où des séjours ponctuels seront prévus.
DESCRIPTION DU POSTE
Les HEA et CCA, dont la composition chimique intègre plusieurs éléments métalliques en forte concentration, sont jugés prometteurs pour certaines applications spécifiques, notamment dans des environnements sévères (température, corrosion, irradiation). De par leur nature concentrée, ils sont en revanche inadaptés à la plupart des procédés de recyclage classiques mais pourraient être valorisées par métallurgie des poudres avec l'essor récent des procédés de fabrication additive (FA) métalliques. Cependant, certains procédés inhérents à la métallurgie des poudres (atomisation, fusion laser) peuvent induire une quantité non négligeable d'impuretés dans l'alliage. L'oxygène est notamment responsable d'une diminution significative des propriétés mécaniques de résilience, à température ambiante et à température cryogénique. Le travail proposé consiste en la conception, l'élaboration et la caractérisation de nouveaux CCA austénitiques de type CrFeMnNi plus tolérants à l'oxygène. Dans un premier temps, une étape de conception d'alliages sera réalisée par calculs thermodynamiques (méthode CALPHAD) pour sélectionner plusieurs nuances austénitiques prometteuses vis-à-vis du dopage en oxygène. Les alliages conçus seront ensuite élaborés au LGF sous la forme de lingots à l'échelle laboratoire, par fusion par induction en nacelle froide. Chaque nuance sera caractérisée finement du point de vue microstructural (MEB, EDX, EBSD, DRX, éventuellement MET) et mécanique (traction/compression, dureté, résilience). En parallèle, pour chacune des nuances, des petits lots de poudres seront atomisées au laboratoire MATEIS. Ces derniers seront évalués du point de vue de leur sensibilité et de leur comportement au vieillissement sous atmosphère oxydante. Enfin, pour une nuance prometteuse, il pourra être envisagé d'atomiser un lot de poudre plus conséquent afin d'évaluer l'imprimabilité de l'alliage par procédé de fusion laser sur lit de poudre (L-PBF : Laser Powder Bed Fusion), et la microstructure et le comportement mécanique brut de fabrication.
La personne retenue se verra confiée les missions suivantes :
· Mener une brève étude bibliographique sur l'effet de l'ajout d'éléments interstitiels (oxygène, azote) dans la matrice austénitique des HEA et CCA.
· Sélectionner une ou plusieurs nuance(s) concentrée(s) de type CrFeMnNi prometteuse(s) pour l'ajout d'oxygène. Cette sélection sera réalisée à partir de l'étude des stabilités de phase par prédiction thermodynamique avec la méthode CALPHAD (logiciel Thermo-Calc).
· Suivre l'élaboration et la réalisation du volet expérimental du projet : élaboration et caractérisation microstructurale et mécanique des alliages coulés, atomisation des poudres et analyses de leur comportement.
· Valoriser les résultats scientifiques majeurs par la rédaction d'un ou plusieurs articles.
PROFIL RECHERCHÉ :
Cette offre est destinée aux candidats titulaires d'une thèse de Doctorat dans le domaine de la métallurgie (Sciences et Génie des Matériaux et/ou Mécanique), avec une forte appétence pour le travail expérimental.
Compétences requises : métallurgie physique, transformations de phases, microstructure et comportement mécanique des matériaux, une bonne connaissance de la méthode CALPHAD et de l'utilisation du logiciel Thermo-Calc est un plus. On attend aussi une certaine autonomie dans la réalisation des caractérisations microstructurales et mécaniques, une capacité à travailler en équipe et une maîtrise de la langue anglaise.
POURQUOI NOUS REJOINDRE :
Mines Saint-Etienne se distingue par :
· Un environnement de travail privilégié avec un taux d'encadrement des étudiants et un taux d'environnement (fonctions support et soutien) élevé
· Des moyens expérimentaux et numériques de premier plan
· Une activité de recherche contractuelle importante (11 M€ / an de contrats en Recherche et Innovation), majoritairement avec des partenaires industriels
· 25% d'étudiants internationaux, Membre du réseau T.I.M.E. et de l'Université Européenne EULIST
· Un centre de Culture Scientifique Technique et Industrielle - La Rotonde - unique en France, qui démultiplie son impact sur la société (> 50 000 visiteurs par an)
· Classée par le Times Higher Education dans le TOP 100 Mondial et leader dans ses deux régions d'appartenance pour les Objectifs de Développement Durable « Lutte contre les changements Climatiques », « Villes et Communautés Durables », « Ressources en Eau »
· Des campus à taille humaine, en environnement urbain, accessibles en mobilités douces (vélo, marche, transports en commun)
· Un cadre de travail agréable. Pour 83 % des répondants au baromètre social annuel de Mines Saint-Etienne, la Qualité de Vie au Travail est jugée bonne ou satisfaisante. Accessibilité en transport ou proche des axes routiers
· Des frais de transports en commun pris en charge à hauteur de 75% (sous conditions)
· Un forfait mobilité durable
· Un foyer du personnel (activités sportives, culturelles, avantages CE sur des loisirs et temps de convivialité)
· La possibilité de télétravail partiel
· 49 jours de congés et RTT
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