CIRIMAT

Christophe Drouet nouveau Directeur-Adjoint du CIRIMAT Christophe Drouet, Directeur de Recherche au CNRS, membre (et ancien responsable) de l’équipe Phosphates, Pharmacotechnie, Biomatériaux (PPB), a été nommé Directeur-Adjoint du CIRIMAT par nos trois tutelles. Il remplace Dominique Poquillon, qui occupait cette fonction depuis janvier 2016, suite à son élection à la Présidence de Toulouse INP.

Offre de stage M2/ingénieur – 6 mois Effet du cérium sur le mécanisme de sphéroïdisation du graphite Avec des empreintes "énergie" et "CO2" cinq fois plus faibles que celles des alliages d’aluminium, les alliages ferreux sont les matériaux de structure et de construction les plus employés, et sont aussi de loin les mieux recyclables de tous les alliages métalliques. C’est en premier lieu le cas des alliages de moulage que sont les fontes de fer, qui sont des matériaux composites constitués de précipités de graphite dans une matrice riche en fer semblable à un acier. Les propriétés d’emploi des fontes sont déterminées par la forme du graphite : lamellaire (amortissement élevé, bonne conduction thermique), sphéroïdale (ductilité et bonne résistance mécanique), ou encore compacte qui est intermédiaire. On passe du graphite lamellaire au graphite sphéroïdal par un ajout de magnésium au métal liquide juste avant la coulée, pour atteindre un taux résiduel de 250 à 400 ppm de magnésium dans les pièces. Le graphite compact correspond à des taux sur pièces intermédiaire de 100 à 150 ppm de magnésium. Le même résultat peut être obtenu avec l’ajout de cérium et, en fait, ces deux éléments sont employés ensemble industriellement. Le mécanisme de sphéroïdisation est encore inconnu, mais on sait qu’il est facilement perturbé par la présence d’autres éléments à l’état de traces. La compréhension de ce mécanisme est donc essentielle pour répondre à l’objectif d’un recyclage à 100% des produits ferreux. Le cérium étant un élément très lourd, on peut penser bénéficier des avancées les plus récentes de la microscopie et de la microanalyse électroniques pour détecter où il est positionné dans le graphite, et donc espérer disposer des informations nécessaires pour élucider le mécanisme de la sphéroïdisation. Le travail proposé comportera trois volets : 1) une mise à jour de la bibliographie sur le graphite dans les fontes en mettant l’accent sur l’emploi de techniques de microscopie et microanalyse électroniques ; 2) la préparation et l’observation par métallographie optique d’échantillons traités avec du cérium, puis la sélection de ceux semblant les plus appropriés pour la microscopie électronique ; 3) la participation aux séances de microscopie électronique et l’analyse des résultats. Plus d'informations et candidature : https://lnkd.in/djGuWjA3

Offre de stage M2/ingénieur – 6 mois Revêtements polymères innovants pour tôles prélaquées : analyse de la prise en eau– impact de la déformation mécanique Les tôles prélaquées sont largement utilisées dans des applications industrielles parmi lesquelles les plus connues sont le bâtiment, l’électroménager et l’automobile. La technique du prélaquage consiste à déposer, par un procédé en continu, un revêtement polymère sous forme de peinture (primaire + finition) sur une bande d’acier galvanisé. Ce processus de fabrication a l’avantage de fournir aux utilisateurs un matériau déjà revêtu, ne nécessitant qu’une étape de découpe et de formage supplémentaire (déformation mécanique plastique) avant de pouvoir être utilisé. Depuis quelques années, des « primaires traitants » sont employés afin de s’affranchir de ces traitements de surfaces, dont les coûts économiques et environnementaux ne sont pas négligeables. Cependant, l’emploi de cette nouvelle technologie à l’échelle industrielle est freiné en raison du manque d’expérience en service et de l’absence de données sur les performances à long terme (durabilité) des systèmes contenant un primaire traitant. L’objectif de ce travail est d’acquérir une meilleure connaissance des systèmes contenant des primaires traitants à travers la caractérisation et la compréhension des mécanismes ayant lieu à l’interface entre le substrat métallique et le revêtement polymère. Il s’agira de travailler avec des revêtements fournis par le partenaire industriel ayant des flexibilités différentes afin d’établir une corrélation entre les propriétés mécaniques du revêtement et sa prise en eau (plastification). Pour cela, les tôles seront analysées en configuration plane puis déformée afin d’évaluer l’impact de la déformation sur la quantité d’eau et la cinétique de prise en eau. Des essais de vieillissement accéléré industriel seront également menés pour valider les modèles de vieillissement. Axes de travail : – Analyse de la structure physique et de la mobilité moléculaire à l’état sec – Analyse de la prise en eau de revêtements plans (suivis cinétiques) – Développement d’une méthodologie d’analyse de la prise en eau de revêtements déformés Techniques d’analyses envisagées : – Spectroscopie diélectrique – Spectroscopie d’impédance électrochimique – Analyse calorimétrique Différentielle – Gravimétrie Plus d'informations et candidature : https://lnkd.in/d3S6-xbF

Offre de stage M2/ingénieur – 6 mois Analyse de la mobilité moléculaire des chaînes polymères en milieu immergé Les polymères amorphes, en raison de leurs structures désordonnées, nécessitent des méthodes d’analyse spécifiques, comme les spectroscopies diélectriques, pour appréhender leur comportement moléculaire. L’étude des relaxations dipolaires en fonction de la température et de la fréquence permet de révéler des informations cruciales sur la mobilité des chaînes polymères et leurs propriétés électriques. Comprendre ces dynamiques relaxationnelle à différentes échelles est essentiel pour analyser l’impact de paramètres extrinsèques, tels que l’absorption d’eau et le vieillissement physique, sur le comportement des polymères. Ces connaissances sont particulièrement utiles dans des domaines variés tels que les peintures anticorrosion, les batteries, les membranes, et les biopolymères L’objectif de ce stage est d’explorer les propriétés diélectriques des polymères en conditions d’immersion contrôlées. Vous contribuerez à plusieurs axes de recherche : – Optimisation du procédé de dépôt : Vous travaillerez à l’optimisation des conditions de dépôt (bar-coating) pour obtenir des films en polyépoxy homogènes, adhérents et continus, avec une température de transition vitreuse inférieure à 80 °C. – Étude comparative des polymères en milieu sec et immergé : Vous comparerez les comportements diélectriques des polymères à l’état sec et immergé pour identifier les conditions optimales permettant la détection et l’analyse diélectrique des films polymère. – Analyse de la prise en eau : Vous analyserez la diffusion de l’eau dans les polymères et son effet sur la mobilité moléculaire, notamment via une étude des cinétiques d’absorption d’eau entre 25 °C et 80 °C. Techniques d’analyses envisagées : – Spectroscopie diélectrique – Spectroscopie d’impédance électrochimique – Analyse calorimétrique Différentielle – Spectroscopie infrarouge (NIR) Plus d'informations et candidature : https://lnkd.in/dCFSBA4h

Offre de stage M2/ingénieur 6 mois Transport d’énergie et durabilité : Etude du vieillissement d’un câble aérien Le secteur de l’énergie est plus que jamais aujourd’hui un secteur stratégique pour l’économie d’un pays. En France, l’une des principales missions de RTE est d’assurer l’intégrité du réseau de transport d’électricité et en particulier des câbles aériens. Environ deux tiers du réseau de RTE est composé de câbles en alliage d’aluminium de la série 6xxx (almélec) dont il est primordial d’évaluer et maîtriser le vieillissement. Le stage proposé sera réalisé en parallèle d’une thèse qui a débuté en décembre 2023. Dans le cadre de cette thèse, il s’agit d’étudier l’endommagement en corrosion des câbles aériens en intégrant les aspects vieillissement microstructural et sollicitations mécaniques. La durabilité de câbles aériens en almélec est donc analysée en situation de couplage : état microstructural / environnement / état de contraintes. L’objectif à terme est d’identifier des marqueurs du vieillissement des câbles pour permettre à RTE d’assurer le contrôle du réseau de transport d’électricité. Cela suppose d’intégrer des problématiques de vieillissement thermique, corrosion et corrosion sous contrainte des câbles. Depuis 1 an, le doctorant a bien avancé l’étude du vieillissement microstructural des câbles et il a commencé à aborder la problématique du comportement en corrosion. Le stage de Master 2 est proposé pour approfondir l’étude du vieillissement microstructural des câbles en alliage de la série 6xxx sous sollicitations thermiques monotones et/ou cycliques. Il s’agit de compléter les observations réalisées de façon à être en mesure de proposer des explications consolidées des évolutions observées et de déterminer l’impact de ces dernières sur les propriétés mécaniques des échantillons. Le travail à réaliser peut être décrit en trois phases : – phase 1 : étude bibliographique visant à dresser un état de l’art quant à la microstructure des alliages de la série 6xxx, et les évolutions de microstructure attendues sous sollicitations thermiques et de leur impact en termes de propriétés mécaniques. – phase 2 : étude du vieillissement microstructural de câbles aériens en alliage de la série 6xxx sous sollicitations thermiques monotones et cycliques. Ce travail sera réalisé sur la base d’observations en microscopie optique, électronique à balayage et en transmission, mais aussi de caractérisation par EBSD. Des analyses en DSC seront aussi réalisées, et un banc de résistivité électrique sera mis en œuvre pour analyser les transformations microstructurales se produisant au cours des différents cycles thermiques appliquées. – phase 3 : détermination des propriétés mécaniques des échantillons en fonction de leur état microstructural. Plus d'informations et candidature : https://lnkd.in/eHqUuTVH

Offre gestionnaire administrative, comptable et financière Le/la gestionnaire sera affecté sur le site UT3/FSI/Chimie, sous lʼautorité directe de la Secrétaire Générale et du Directeur. Il/elle réalisera, de manière autonome, les activités de gestion financière, comptable et administrative en lien avec le CNRS. Il/elle participera au maintien des bases de données nécessaires au pilotage du CIRIMAT afin de garantir leur disponibilité dans un environnement certifié ISO 9001. Offre complète et modalités de recrutement : https://lnkd.in/ee5TCJPK

Offre de stage M2 - 6 mois Le dépôt par électrophorèse (EPD) est un procédé industriel de génération de revêtement très répandu, applicable dans divers domaines. Dans ce procédé, des particules chargées migrent sous l’effet d’un champ électrique, s’accumulent sur une électrode et subissent une coagulation irréversible pour former une couche dense. Depuis les premières expériences en 1808, l’EPD a gagné en popularité en raison de sa simplicité, de sa rentabilité et de son applicabilité à pratiquement n’importe quel matériau. Cependant, le grand nombre de paramètres opérationnels et les mécanismes complexes d’agrégation impliqués rendent l’EPD difficile à optimiser et à modéliser. L’algorithme Fast Lubrication Dynamics (FLD) - une technique de simulation des interactions entre les particules et un solvant implicite - permet de simuler directement quelques milliers de particules colloïdales soumises à l’EPD d’une manière similaire à la dynamique moléculaire. Les recherches utilisant cette méthode suggèrent que la structure de la couche initiale a un impact significatif sur la structure globale de l’agrégat qui se forme par la suite. L’objectif principal de ce projet est d’étudier comment divers paramètres (tels que la répulsion électrostatique, la viscosité, la température et la vitesse de compression) influencent la formation d’un agrégat solide et ses propriétés structurales au sein d’un système bidimensionnel. Cette couche initiale devrait se comporter de manière similaire à un système colloïdal 2D dans lequel la concentration de particules augmente avec le temps. Dans ces conditions, trois phénomènes physiques clés - coagulation irréversible, transition vitreuse et cristallisation - peuvent se produire, bien que leur ordre d’apparition reste incertain. Pour explorer ce système, un script de simulation (LAMMPS) sera d’abord adapté à la simulation de colloïdes en 2D. Une série de simulations à différentes concentrations en colloïdes et températures sera ensuite réalisée pour analyser le comportement cinétique de l’agrégation. Ensuite, des simulations dans des conditions d’augmentation de la concentration de particules dans le temps, avec différentes contraintes de compression, seront effectuées et analysées. Tous les résultats seront comparés aux données existantes obtenues à partir de systèmes 3D. Enfin, l’impact des différents paramètres sur le processus d’agrégation sera évalué, et la pertinence des résultats des simulations 2D sera évaluée en les comparant aux observations de la formation de la couche initiale dans les simulations EPD réelles. Plus d'informations et candidature : https://lnkd.in/eHqUuTVH

Félicitations à Nicolas Albar (doctorant équipe NNCED) qui a reçu le Prix Mats Nygren pour sa communication "Master sintering curve analysis of ZnO densified by Spark Plasma Sintering and Cold Spark Plasma Sintering" au 5th International Workshop on Spark Plasma Sintering.

Offre de stage M2/ingénieur – 6 mois Lien entre microstructure et déformation localisée dans un superalliage base nickel Au sens large, la proposition de stage s’inscrit dans la prédiction de la durée de vie de disques de turbines, pièces critiques des turbomachines à gaz utilisées pour la motorisation des avions et des hélicoptères et pour la production d’énergie. Les matériaux les plus performants à cet égard sont des superalliages à base de nickel, dont la particularité est de pouvoir résister aux conditions thermomécaniques sévères rencontrées durant leur service à des températures comprises entre 400°C et 700°C. Une meilleure compréhension des relations entre leur microstructure et la localisation de la déformation à l’échelle de la microstructure devra permettre d’accroître les performances des turbines, via la mise en œuvre de procédés d’élaboration, d’usinage et de traitements (thermiques, mécaniques) adaptés. Les mécanismes de déformation associés à cette microplasticité participent largement au durcissement du matériau. Leur amplitude et leur distribution dépendent de la proportion, de la forme et de la répartition des précipités γ’ et/ou γ’’ ; ces paramètres dépendent quant à eux de la composition chimique de l’alliage ainsi que des traitements thermomécaniques qu’il a préalablement subis. Dans le cadre du stage, le travail comportera deux volets. Le premier consistera à fabriquer des microstructures modèles, lesquelles seront obtenues en condition isotherme à différents temps. Le choix des temps de maintien isotherme s’appuiera sur un suivi in situ des cinétiques de précipitation de la phase γ’ par résistivimétrie électrique à différentes températures. Les échantillons suite aux différents conditions isothermes seront ensuite déformés afin de suivre et mettre en évidence la microplasticité à l’échelle de la microstructure. L’objectif sera d’étudier et de distinguer les mécanismes de déformation intragranulaire et intergranulaire en fonction de la température. Des caractérisations complémentaires permettront de confirmer à la fois les essais de résistivimétrie électrique et mécanique. Informations complémentaires : https://lnkd.in/eHqUuTVH

Offre de stage M2/ingénieur – 6 mois Contexte : Problématique mondiale qui n’épargne aucune industrie, la corrosion est responsable de coûts considérables pour garantir la fiabilité des structures. Par ailleurs, l’industrie doit faire face à de nombreux challenges, comme l’augmentation des rendements de leurs procédés pour réduire les émissions de gaz à effet de serre ou encore la production et l’utilisation d’énergies plus vertes, qui impliquent souvent des conditions d’utilisation plus sévères pour les pièces en alliages métalliques, notamment en présence de vapeur d’eau. Le projet ANR DYNAMIC regroupe 3 laboratoires CNRS (le CIRIMAT, le LGC et l’IJL) et 2 industriels (Air Liquide et Safran) autour de la problématique de la durabilité des matériaux métalliques vis-à-vis de la corrosion à haute température en conditions oxydantes avec des teneurs en vapeur d’eau variables (très faible, moyenne ou forte), représentatives de procédés industriels actuels et à venir. Pour assurer leur bonne durabilité face aux environnements corrosifs à hautes températures, les alliages métalliques doivent former en surface une couche d’oxyde protectrice, c’est-à-dire stable, adhérente, dense et à croissance lente. L’alumine Al2O3 et la chromine Cr2O3 remplissent ces critères. Cependant, la vapeur d’eau favorise l’écaillage de la couche d’alumine. Aussi, au-delà de 600 °C, deux phénomènes sont observés dans le cas des alliages chromino-formeurs soumis à des atmosphères oxydantes et riches en vapeur d’eau. D’une part, la formation de chromine par réaction entre l’oxygène et l’alliage assure la protection du matériau. D’autre part, la réaction entre la chromine et l’environnement oxydant et humide produit un hydroxyde volatil. En réduisant l’épaisseur de la couche de chromine et de par l’accélération de la cinétique d’oxydation que cela induit, la fin de vie de l’alliage est alors précipitée. Il est donc primordial de bien évaluer les cinétiques d’oxydation et de volatilisation et de bien déterminer les mécanismes de dégradation des alliages métalliques exposés à ces environnements oxydants et humides à hautes températures. Dans ce contexte, le/la stagiaire aura à : - Préparer les échantillons en alliages métalliques pour les tests à réaliser, - Conduire des essais d’oxydation à haute température sous atmosphères riches en H2O, - Caractériser les matériaux à l’état de réception et après oxydation (par microscopie optique, DRX, MEB-EDS, spectroscopie Raman). Les résultats collectés seront discutés au regard de l’état de l’art en oxydation haute température et permettront d’évaluer l’effet de la vapeur d’eau sur les cinétiques d’oxydation et de volatilisation et les mécanismes de dégradation. L’influence de la composition et microstructure du matériau sera également étudiée puisque plusieurs alliages seront testés. Informations complémentaires : https://lnkd.in/eHqUuTVH