Modélisation de L’oxydation de Poudres de Verres

**_LABORATOIRE GEORGES FRIEDEL, UMR 5307, MINES SAINT-ÉTIENNE & CNRS - SPIN _** **POSTDOCTORANTE OU POSTDOCTORANT - CDD 12 MOIS** **MODELISATION DE L’OXYDATION DE POUDRES DE VERRES METALLIQUES UTILISEES EN FABRICATION ADDITIVE **Contexte** Mines Saint-Etienne est une Ecole de l’Institut Mines-Télécom (IMT), 1er groupe public d’écoles d’ingénieurs et de management de France. L’IMT est un EPSCP (grand établissement) sous la tutelle du Ministère de l’Économie, des Finances et de la Souveraineté Industrielle et Numérique. L’École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Etienne) est chargée de missions de formation, de recherche et d’innovation, de transfert vers l’industrie et de culture scientifique, technique et industrielle. Mines Saint-Etienne représente : 2 400 élèves-ingénieurs et chercheurs en formation, 480 personnels (150 Chercheurs et Enseignants-chercheurs), un budget consolidé de 46 M€, 3 campus dédiés à i/ l’industrie à Saint-Etienne et Lyon (région AURA) ii/ la microélectronique et les objets connectés à Gardanne (Métropole Aix-Marseille Provence, région SUD) et iii/ l’ingénierie pour la santé à Saint-Etienne ; 6 unités de recherche ; 5 centres de formation et de recherche ; un centre de culture scientifique technique et industrielle leader en France « La Rotonde » (> 50 000 visiteurs / an). **Contexte scientifique Le procédé de fabrication additive métallique sur lit de poudre (Laser Powder Bed Fusion, L-PBF) a atteint ces dernières années sa maturité et a trouvé sa place en métallurgie pour des produits à haute valeur ajoutée et/ou sur de petites séries notamment. C’est ainsi que cette technologie apparait comme un choix de premier ordre pour fabriquer des pièces en verres métalliques pour le domaine de l’horlogerie ou du médical. Les propriétés atypiques de ces verres métalliques telles que leurs grandes limites élastiques (jusqu’à 2000 MPa) ou leur capacité de déformation élastique (jusqu’à 2%) s’expliquent par leur structure atomique amorphe. Cependant cette structure nécessite de trouver des parades pour éviter la cristallisation lors de la solidification et celles-ci sont La fabrication additive métallique sur lit de poudre, avec ses gradients de température très élevés comparés aux procédés métallurgiques conventionnels offre ici des perspectives intéressantes pour fabriquer des pièces de plus grande taille. Néanmoins de récentes recherches ont démontré que ces nouveaux procédés entrainaient l’apparition de nouveaux défis, à savoir les interactions des poudres de verre métallique avec l’atmosphère et notamment le dioxygène. En effet, les propriétés mécaniques des verres métalliques sont directement corrélées au taux d’oxygène présent dans le métal, bien souvent à leur détriment. Or la grande surface spécifique des verres métalliques fabriqués sous forme de poudre les rend plus réactifs vis-à-vis de leur environnement, et notamment de l’oxygène présent dans l’atmosphère. Bien que quelques travaux aient été publiés sur l’oxydation à haute température des verres métalliques, il n’existe pas de modèle prédictif permettant de connaître le taux d’oxygène dans une poudre de verre métallique en fonction de la température, de la pression partielle de dioxygène et du temps. À cela s’ajoute la question de la processabilité L-PBF de verres métalliques en fonction du taux d’oxygène. Pour répondre à cette problématique, les laboratoires LGF (UMR 5307, Saint-Étienne) et SIMaP (UMR 5266, Saint Martin d’Hères), tous deux membres du Groupement d’Intérêt Scientifique HEAD (CNRS), se sont associés pour bénéficier de leurs expertises respectives en réactivité solide divisé / gaz d’une part, et en fabrication de verres métalliques d’autre part. 1 La fabrication additive métallique sur lit de poudre offre de nouveaux défis pour de nombreux domaines scientifiques, notamment pour la métallurgie et le génie des procédés. L’approche proposée dans ce projet est basée sur des bases expérimentales et théoriques rigoureuses des réactions solides divisés / gaz, sur un sujet métallurgique de pointe ce qui doit permettre une valorisation efficace. Les deux laboratoires associés pour ce projet sont reconnus internationalement pour leurs domaines d’expertise respectifs, à savoir l’élaboration de verres métalliques au SIMaP et la réactivité des solides divisés au LGF. de parfaire ses connaissances et d’élargir son panel d’expertise. Un accent particulier sera porté sur la valorisation du postdoctorat par le biais de communications scientifiques. 2. **Missions** - Réalisation de mesures expérimentales de l’oxydation de poudres métalliques amorphes à haute température : analyses thermogravimétriques et caractérisations physico-chimiques. - Mo