Post-doctorat - Modélisation multi-échelle de la réponse mécanique des polymères sous choc - H/F

Informations générales

Entité de rattachement

La Direction des Applications Militaires (DAM) du CEA, au cœur des enjeux de la dissuasion nucléaire Française, cherche ses futurs talents. Organisme inclusif, le CEA est handi-accueillant : nos emplois sont ouverts à toutes et tous. Associer les forces et les compétences de chacun pour atteindre nos objectifs est l'une de nos valeurs partagée par nos 4 600 salariés, répartis sur 5 centres. Les 1 800 salariés du centre de Bruyères-le-Châtel, en Ile de France relèvent les défis scientifiques et technologiques au service de notre Sécurité Nationale. Le centre conçoit les charges nucléaires des armes de la dissuasion, garantit leur sécurité et leur fiabilité en s'appuyant sur le programme simulation. Il met son expertise technique au service des activités dans la lutte contre la prolifération nucléaire, le terrorisme et les alertes en cas de séisme ou de tsunami. Il assure l'ingénierie des infrastructures complexes de la DAM, de leur conception à leur démantèlement. Il co-développe avec Atos les supercalculateurs au meilleur niveau mondial, dont sont issus ceux du Très Grand Centre de Calcul du CEA, qu'il exploite pour ses missions Défense et gère au profit de la recherche. Enfin, il exploite les installations nécessaires au maintien en condition opérationnelle et à la conception des chaufferies nucléaires embarquées sur les sous-marin et les porte-avions.

Venez-vous investir et relever des défis avec des moyens technologiques d'exception  

Référence

S1902  

Domaine

Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences

Contrat

Post-doctorat

Intitulé de l'offre

Post-doctorat - Modélisation multi-échelle de la réponse mécanique des polymères sous choc - H/F

Sujet de stage

Les polymères amorphes sont généralement linéaires et peuvent être fondus ou vitreux à température ambiante. Ils sont utiles dans de très nombreuses applications industrielles où ils peuvent être soumis à des chocs. Ces applications recouvrent par exemple les équipements automobiles et aéronautiques, les structures spatiales et les explosifs à liant plastique. Dans ces applications, les polymères sont souvent présents sous forme de composite et peuvent représenter une fraction très variable du matériau allant de 5% à 95% de la masse totale. Par exemple, les élastomères sont utilisés comme liants pour des polycristaux moléculaires énergétiques. Dans ce cadre, leur propriété d'accommodation des contraintes lors de sollicitations rapides sont cruciales. Afin de prédire la réponse mécanique du matériau composite, il est nécessaire d'avoir une bonne idée de la réponse du polymère seul.

Durée du contrat (en mois)

2 ans + 2 x 1an renouvelables

Description de l'offre

Le comportement mécanique des polymères a une composante viscoélastique. Le but de ce projet est de déterminer si un modèle viscoélastique linéaire fini suffit à reproduire la relaxation de la contrainte suite à un choc.
L'étude des polymères peut être réalisée efficacement à l'aide de simulations atomistiques de dynamique moléculaire (DM) classique. Les propriétés structurelles, mécaniques, thermodynamiques du matériau à l'équilibre et hors-équilibre peuvent être obtenues directement par DM.
Enfin, les dernières architectures de supercalculateurs ont considérablement réduit le coût des simulations de DM, ce qui permet de simuler couramment des systèmes de taille réaliste pour les propriétés étudiées, équivalant à plusieurs millions ou dizaines de millions d'atomes. Un code de DM est développé au CEA DAM et est particulièrement adapté à l'étude des propriétés mécaniques. Parallèlement, un code de champ de phase est développé au CEA DAM. Il est idéal pour résoudre des problèmes de mécanique des milieux continus avec transition de phases et peut être adapté à l'étude de matériaux viscoélastiques.
- Réalisation de simulations de DM de choc direct sur un polymère amorphe afin de déterminer la relaxation de la contrainte à l'arrière du front de choc.
- Réalisation de simulations de DM à l'équilibre sur le même polymère dans différents états choqués pour déterminer les modules viscoélastiques G(t) et K(t), par relation de Green-Kubo.
- Etude analytique de modélisation du comportement d'un matériau viscoélastique sous choc, à l'aide de G(t) et K(t).
- Simulations de champ de phase du modèle précédemment déterminé afin de calculer la relaxation de la contrainte à l'arrière d'un front de choc.
- Comparaison de la relaxation de la contrainte observée par les deux méthodes
A plus long terme, nous envisageons une modélisation du polycristal moléculaire énergétique, dont une loi de comportement existe, et du liant polymère dans un code de calcul par champ de phase.
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.

Profil du candidat

Doctorat en physique, mécanique ou chimie. Connaissance approffondie d'une des deux techniques de calcul (dynamique moléculaire ou champ de phase), usage fluide de linux, connaissance en physique statistique et/ou mécanique des milieux continus.
Dynamique moléculaire ou champ de phase.
Post-doctorat

Site

DAM Île-de-France

Localisation du poste

France, Ile-de-France

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