Doctorant(e) « Modélisation atomistique du comportement mécanique d'alliages à haute entropie (HEA) »

Vos missions en quelques mots

🎯 Projet de recherche

Depuis l’âge du bronze, on sait qu’ajouter certains éléments d’addition à un métal permet de le durcir: le bronze est un alliage de cuivre et d’étain, plus dur que le cuivre ou l’étain purs. Le comportement mécanique de ces alliages est gouverné par des défauts nanométriques, les dislocations, qui sont les vecteurs de la déformation plastique dans les matériaux métalliques. Dans de tels alliages, les atomes de soluté (l’étain dans le bronze) forment une solution solide qui entrave le mouvement des dislocations, ce qui augmente la limite élastique sans compromettre la ductilité.

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Les alliages métalliques en cours de développement exploitent ce mécanisme de durcissement par solution solide. C'est notamment le cas des alliages à haute entropie (HEA), qui sont constitués de plusieurs éléments en proportions comparables, formant ainsi une solution solide complexe. Les HEA de structure cubique à faces centrées (fcc) offrent un compromis exceptionnel entre résistance mécanique et ductilité, ce qui les rend prometteurs pour des applications industrielles dans les domaines de l’énergie ou de l’aéronautique. Comme pour les alliages classiques, leurs propriétés mécaniques dépendent fortement de la structure atomique locale et de la présence de défauts cristallins (dislocations, macles, fautes d’empilement). Le dopage à l’azote, dont les atomes restent en solution solide, permet d’accroître encore davantage la limite d’élasticité de ces alliages [1]. L’objectif de ce projet de recherche est d’étudier l’influence des atomes de soluté d’azote sur le comportement mécanique des HEA FeCrNiMn à l’échelle nanométrique.

La dynamique moléculaire (MD) est une méthode de modélisation atomistique qui permet d’étudier les phénomènes de plasticité à l’échelle nanométrique. Lors de cette thèse, l’étudiant développera un potentiel interatomique intégrant les interactions entre les atomes d’éléments d’alliage et les atomes de soluté d’azote. Ce potentiel constituera une extension de celui proposé par Daramola et al. [2], initialement développé pour les HEA FeCrNiMn sans azote. Dans un second temps, des essais mécaniques seront réalisés avec et sans dopage en azote, afin d’analyser l’influence des atomes de soluté sur la plasticité à l’échelle des défauts cristallins.

[1] Traversier et al., Nitrogen-induced hardening in an austenitic CrFeMnNi high-entropy alloy (hea). Materials Science and Engineering : A, 804 :140725, 2021.

[2] Daramola et al., Development of a plasticity-oriented interatomic potential for CrFeMnNi high entropy alloys, Computational Materials Science 203 (2022) 111165

Tous les détails :

https://institutminestelecom.recruitee.com/o/doctorant-e-modelisation-atomistique-du-comportement-mecanique-d-alliages-a-haute-entropie-hea

Profil recherché

🔍 Ce que nous recherchons · Titulaire ou en voie d’acquisition d’un diplôme Bac + 5 en Sciences des matériaux, modélisation numérique, mécanique.

· Intérêt prononcé pour la modélisation numérique et la programmation Python.

· La connaissance (même introductive) de la dynamique moléculaire ou DFT serait appréciée.

· Qualités recherchées : rigueur scientifique, autonomie, persévérance

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· Une bonne maîtrise de l’anglais (oral et écrit)

Niveau d'études minimum requis

• Niveau Niveau 7 Master/diplômes équivalents

Compétences attendues

• Titulaire ou en voie d'acquisition d'un diplôme Bac + 5 en Sciences des matériaux, modélisation numérique, mécanique. • Intérêt prononcé pour la modélisation numérique et la programmation Python. • La connaissance (même introductive) de la dynamique moléculaire ou DFT serait appréciée.

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Date limite de candidature : 10/06/2026

🔗 Les dossiers de candidature (CV, lettre de motivation, lettre de recommandation le cas échéant, pièce d’identité) sont à déposer sur la plateforme RECRUITEE :

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Dans le cadre de sa politique Égalité, Diversité et Inclusion, l’École des Mines de Saint Etienne est un employeur soucieux de l’équité de traitement entre les candidatures.

Informations complémentaires :

· Date de prise de fonction prévue : 01/10/2026

· Rémunération fixée selon le profil du candidat, en fonction des règles définies par le cadre de gestion de l’Institut Mines Télécom.

· Les postes offerts au recrutement sont ouverts à toutes et tous avec, sur demande, des aménagements pour les candidates et candidats en situation de handicap.

· Toute candidature peut faire l’objet d’une enquête administrative

Les candidats retenus après examen de leur dossier de candidature seront reçus en entretiens (physique ou par visio).

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Vacant à partir du 01/10/2026

Experte / Expert en conception, fabrication et réalisation mécanique