Doctorant(e) « Modélisation atomistique du comportement mécanique d’alliages à haute entropie ([...]

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 d’élasticité sans compromettre la ductilité.

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.

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. 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.

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

Candidatez dès maintenant !

Date limite de candidature : 10/06/2026

Avantages

• Un environnement stimulant : des moyens expérimentaux de pointe, un réseau international solide (T.I.M.E., EULIST) et des campus à taille humaine avec un environnement urbain.
• Un impact réel : des projets de recherche contractuelle à hauteur de 11 M€/an, majoritairement avec des partenaires industriels, un centre de culture scientifique la Rotonde qui s’engage depuis 25 ans dans la médiation des sciences avec plus de 50 000 visiteurs/an.
• Une qualité de vie incomparable : entre 46 et 49 jours de congés et RTT, télétravail partiel, prise en charge des transports en commun à 75 %, soutien financier au covoiturage et au vélo, et un baromètre social où 83 % des collaborateurs plébiscitent la qualité de vie au travail.

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).

Égalité, diversité et inclusion

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.