Quantification Expérimentale des Effets de Taille sur la Ténacité des Alliages d'Aluminium H/F - 78

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.

Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.

Implanté au coeur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.

Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

- La conscience des responsabilités
- La coopération
- La curiositéDes études récentes ont montré que ces alliages pouvaient présenter des instabilités en propagation lors des essais de ténacité. Pour l'alliage d'aluminium 6061, ces instabilités ont été reliées dans une thèse récente à une résistance réduite du matériau à la propagation de fissure (c-à-d un faible module de déchirement), et une complaisance importante du dispositif d'essai (c-à-d une faible raideur). L'utilisation d'éprouvettes mini-CT pouvant modifier la complaisance du dispositif d'essai, on s'intéressera dans cette étude à (i) l'effet de cette géométrie sur l'apparition de ces instabilités, (ii) la transférabilité des valeurs de ténacité entre les éprouvettes mini-CT et les éprouvettes de ténacité taille standard.
Ce stage s'inscrit dans la continuité des études menées au laboratoire sur la miniaturisation des éprouvettes de ténacité, et en particulier sur l'utilisation de la géométrie mini-CT pour déterminer la ténacité de matériaux de structure utilisés dans les réacteurs nucléaires. L'étude sera conduite sur un alliage d'aluminium utilisé pour le caisson des réacteurs de recherche. Elle sera basée sur la conduite de campagnes expérimentales d'essais de ténacité.
Un premier objectif sera de déterminer les propriétés de ténacité à partir de mini-éprouvettes pour différents états du matériau. On quantifiera la propension du matériau à montrer des instabilités en fonction des différents états. On étudiera par ailleurs les mécanismes de rupture mis en oeuvre à partir d'observations en microscopie électronique à balayage (MEB).
Le deuxième objectif sera d'étudier l'effet du dispositif expérimental sur l'apparition des instabilités. Un travail de prédimensionnement du dispositif d'essai sera conduit à partir d'outils d'analyse développés au laboratoire jusqu'à la réalisation et la qualification de ce dispositif.
Ainsi, les principales missions du stage sont les suivantes :
- S'approprier la littérature sur (i) les effets de l'irradiation neutronique sur la ténacité des alliages d'aluminium, (ii) la transférabilité entre les éprouvettes standard et miniaturisées appliquée à la détermination de la ténacité des alliages d'aluminium.
- Dimensionner un nouveau dispositif d'essai, le réaliser et le qualifier.
- Réaliser plusieurs campagnes expérimentales d'essais de ténacité sur des éprouvettes miniaturisées.
- Réaliser les analyses fractographiques au MEB pour investiguer les mécanismes de rupture.
- S'approprier les résultats du stage, les analyser et les transcrire dans un rapport de stage.
Afin de mener à bien ses missions, le.la stagiaire sera encadré.e par deux ingénieurs chercheurs du Laboratoire de Comportement mécanique des Matériaux Irradiés (LCMI) et formé.e par l'équipe du LCMI pour la prise en main des moyens expérimentaux. Des réunions de travail seront régulièrement organisées afin que le.la stagiaire présente l'avancement de ses missions et les difficultés rencontrées.