Les contraintes environnementales, le coût d’accès aux matières premières et la nécessité de réduire l’empreinte carbone des véhicules exigent le développement de matériaux plus poreux, combinant légèreté et résistance mécanique, pour des secteurs stratégiques tels que l’aéronautique, le spatial, les transports et l’énergie. Les métamatériaux mécaniques, en particulier les structures en microtreillis imprimées en 3D, offrent un potentiel unique pour répondre à ces enjeux. En modulant la topologie et l’architecture des réseaux internes, il est possible d’atteindre des performances, notamment en termes de rapport rigidité/densité, inaccessibles aux matériaux conventionnels.

Le projet proposé vise à développer de nouveaux métamatériaux métalliques ultralégers dont l’architecture, optimisée pour maximiser les performances mécaniques tout en restant isotrope, permet un comportement prévisible à l’aide des outils classiques de mécanique appliquée. Cette démarche s’appuie sur l’expertise reconnue du CEA, notamment au sein de l’IRAMIS et de l’IRFU/DIS, dans la conception d’architectures aléatoires isotropes et leur fabrication par procédés additifs métalliques.

Cette étude s’inscrit dans le cadre du PEPR DIADEM, dédié au développement de matériaux et de procédés avancés pour des applications stratégiques et durables. 

Dans le cadre du stage, le stagiaire participera à :

·       L’évaluation de plusieurs procédés de fabrication additive métallique (MBJ, MEX, EB-PBF, L-PBF) afin de contrôler la porosité, la connectivité interne et les propriétés mécaniques.

·       La mise en œuvre de simulations par éléments finis pour prédire le comportement mécanique et orienter les choix de conception.

·       La caractérisation avancée des métamatériaux (MEB, tomographie X, essais thermomécaniques et compression).

·       L’exploration de traitements de surface innovants (pack-cémentation, DLI-MOCVD) pour améliorer la résistance à la corrosion et à l’usure.

·       Le développement d’une approche « material-by-design » intégrant les outils de la mécanique numérique.

Le candidat travaillera avec des équipes spécialisées en physique-mécanique, fabrication additive et matériaux avancés, et bénéficiera d’infrastructures de pointe (synchrotron, plateformes de caractérisation et de simulation).

Ce stage, qui combine aspects fondamentaux et appliqués, offre également la possibilité de poursuivre en thèse de doctorat, ouvrant de nombreuses perspectives de carrière dans les secteurs académique et industriel.

"Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, ce stage est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l'inclusion des étudiants handicapés."

Vous êtes étudiant en Master 2 ou en école d’ingénieur, spécialisé en science des matériaux, mécanique, physique, fabrication additive ou domaines associés.

Vous avez un intérêt marqué pour la conception numérique, la caractérisation expérimentale et la mécanique numérique appliquée aux matériaux.

Des compétences en modélisation numérique (éléments finis) et/ou en fabrication additive seraient un atout.

Vous appréciez le travail expérimental, l’innovation et l’évolution dans un environnement collaboratif et international.