THÈSE/PHD CIFRE

Description de la mission

Prise en compte de l'interaction pièce-outil dans la simulation numérique du procédé de fonderie sous pression

La fabrication de pièces de fonderie sous pression nécessite la conception, la fabrication et la maintenance d'outillages complexes, les moules, spécifiques à chaque pièce et qui représentent une part importante du coût du composant.
La durabilité des outils dépend de nombreux facteurs, notamment de leur conception et de la façon dont ils seront refroidis par les circuits de refroidissement pendant le procédé. D'autre part, l'état de surface et l'usure des outils ont également une influence sur la qualité de la pièce. Il existe une forte interaction thermique, chimique et mécanique entre la pièce fabriquée et les outils en contact avec cette pièce tout au long de la fabrication.Concernant le procédé de fonderie sous pression, des études sont en cours pour produire des pièces de plus en plus grandes et complexes (mega-casting).

Ces évolutions permettent d'envisager des réductions de coûts importantes mais complexifient le développement du procédé et la maîtrise de la durabilité des outils et de la pièce.Les conditions multi-physiques (thermiques, chimiques et mécaniques) impliquées dans le procédé sont extrêmes : aluminium en phase liquide (600°C), haute pression (1000 bars) et très haute vitesse (180 km/h). Au cours de cette thèse, une étude approfondie, combinant analyse expérimentale et numérique, sera réalisée pour identifier les interactions mécaniques et thermiques qui ont lieu entre les moules et la pièce, et comprendre les modes d'usure des moules et leurs effets sur ces interactions.

Défi scientifique : Caractérisation et modélisation multi-échelle et multi-physique de l'interface pièce/outil en fonderie sous pression.

Après une période d'immersion sur un site industriel et un état de l'art des connaissances industrielles, la première étape du projet consistera en l'étude des modèles d'usure et de leur impact sur les propriétés mécaniques et thermiques en fonction de la vie de l'outil (images MEB, cartographie EBSD, analyse par diffraction des rayons X (XRD), topographie de surface, essais de compression, mesures de nanoindentation).

L'objectif de la deuxième étape sera de comprendre et de quantifier l'impact des zones d'outillage usé sur la qualité des pièces et la défectuosité des outils, à l'aide d'un plan expérimental et numérique. Pour cela, un simulateur de contact sera mis en place, basé sur des bancs prototypes développés au LAMIH et le banc d'essai TriboLab, capable de reproduire des conditions de contact alliant haute température et haute vitesse, sera utilisé. Cela permettra de qualifier le contact dans les zones d'intérêt ciblées à l'étape 1, en termes de frottement, d'échange thermique et de défauts de surface.

Profil

•Diplôme d'ingénieur en mécanique avec connaissance du traitement des matériaux et de la simulation numérique.
•Approche scientifique pragmatique et bonne compréhension du contexte économique.
•Excellentes compétences en communication orale et écrite en français (courant) et en anglais (B2).
•Compétences recherchées : esprit d'innovation, capacité à faire des propositions, esprit collaboratif.
•Le travail de thèse sera réalisé en collaboration avec des collaborateurs de STELLANTIS ayant une expérience approfondie, souvent empirique, des procédés de fonderie. Le candidat doit donc avoir les compétences en communication et l'ouverture d'esprit pour pouvoir dialoguer et capitaliser sur cette expérience.

Durée du contrat

36 mois

Localisation du poste

Pays

Europe, France, Ile-de-France, Yvelines (78)

Ville

Critères candidat

Niveau de diplôme préparé

Bac+8

Langues

Anglais (C1 - Courant (3,5 - 4,4 Bright))