Doctorant/doctorante en Modélisation
Il y a 2 mois
Cette offre est disponible dans les langues suivantes:
- Français
- Anglais
Date Limite Candidature : mercredi 27 novembre 2024 23:59:00 heure de Paris
**Informations générales**:
**Intitulé de l'offre **:Doctorant/doctorante en Modélisation multi-échelle du processus de broyage des résidus végétaux (H/F)**
Référence : UMR5508-FRARAD-001
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : MONTPELLIER
Date de publication : mercredi 6 novembre 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 décembre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Ingénierie des matériaux et des structures, mécanique des solides, biomécanique, acoustique
**Description du sujet de thèse**:
L'objectif de ce projet de thèse est de développer une approche multi-échelle englobant au moins trois niveaux : 1) la cellule et le tissu végétal, 2) la particule de résidu de plante, et 3) la poudre de résidu végétal (échelle du procédé). La mécanique classique de la fracture, bien qu'efficace pour les matériaux homogènes, ne traite pas adéquatement la complexité des milieux hétérogènes [Anderson, 2017; Blanc, 2021]. La distribution statistique et les gradients de propriétés mécaniques jouent un rôle critique ; les micro-fissures se formant dans les phases les plus faibles (vides, parois cellulaires, interfaces) et coalesçant en macro-fissures [Smith, 2003; Mulla, 2021]. Au niveau du tissu, des paramètres tels que la forme des cellules et l'adhésion entre les parois cellulaires contrôlent la propagation des fissures à l'intérieur et/ou à travers les cellules, influençant l'énergie de fracture et la résistance des particules. Ces particules subissent une fragmentation progressive en raison des contraintes mécaniques exercées par leurs voisines pendant le broyage, résultant en une microstructure granulaire hautement désordonnée [Nguyen, 2015].
Les interactions mécaniques et physico-chimiques au niveau des constituants seront modélisées ainsi que la dissociation intercellulaire. Ceci permettra de développer des lois de fracture applicables à des particules uniques. Ces lois seront validées expérimentalement et intégrées dans des simulations dynamiques comportant un grand nombre de particules à l'échelle du procédé. L'histologie des résidus végétaux sélectionnés sera analysée à l'aide de divers systèmes d'imagerie adaptés, et des expériences de nano-indentation pourront fournir des propriétés mécaniques des composants tissulaires [Chichi, 2013]. Des tests de traction simples sur des échantillons de tissus végétaux seront effectués pour analyser la propagation des fissures et les déformations. Ces tests permettront de paramétrer des simulations de type peridynamique [Frank, 2020].
Pour la validation, des simulations de traction d'échantillons entaillés seront comparées aux données expérimentales de propagation des fissures. Un modèle de fragmentation des particules, tenant compte de la structure cellulaire et des propriétés mécaniques, sera développé pour les simulations de comminution en utilisant la méthode des éléments discrets (DEM) [Orozco, 2020a]. Ce modèle présentera des particules avec une texture interne générée par une méthode de tessellation, avec des propriétés mécaniques portées par des liaisons inter-éléments et intra-éléments. La calibration de la structure et des propriétés des liaisons impliquera des simulations de broyage de particules uniques et des comparaisons avec les données expérimentales.
Mots clés
Modélisation multi-échelle, Comminution, Structure cellulaire, Matériaux granulaires, Fracture, Peridynamique, Méthode des éléments discrets, AFM
Références
[Anderson, 2017] Anderson, T. L. (2017). Fracture mechanics: fundamentals and applica;ons. CRC press.
[Blanc, 2021] Blanc, N., Frank, X., Radjai, F., Mayer-Laigle, C., & Delenne, J. Y. (2021). Breakage of flawed par;cles by peridynamic simula;ons. Computa;onal Par;cle Mechanics, 8(5), 1019- 1031.
[Chich;, 2013] Chich;, E., George, M., Delenne, J. Y., Radjai, F., & Lullien-Pellerin, V. (2013). Nano
- mechanical proper;es of starch and gluten biopolymers from atomic force microscopy. European polymer journal, 49(12), 3788-3795.
[Frank, 2020] Frank, X., Radjai, F., Nezamabadi, S. & Delenne, J.Y. (2020). Tensile strength of granular aggregates: Stress chains across par;cle phase versus stress concentra;on by pores. Physical Review E, 102(2).
[Mayer-Laigle, 2018a] Mayer-Laigle, C., Blanc, N., Rajaonarivony, R. K. & Rouau, X. (2018). Comminu;on of dry lignocellulosic biomass, a review: part I. From fundamental mechanisms to milling behaviour. Bioengineering, 5(2), 41.
[Smith, 2003] Smith, I., Landis, E., & Gong, M. (2003). Fracture and fa;gue in wood. John Wiley & Sons.
[Mulla, 2021] Mulla, T., Moeini, S., Ioa
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Doctorant (H/F)
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Doctorant en Biologie
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