Job Offers

• PROPOSITION DE THÈSE 2025/2028

  Étude de l’impact de défauts externes sur le comportement mécanique et l’endommagement de canalisations en aciers faiblement alliés sous pression interne d’hydrogène 

   

  La société NaTran entreprend avec le Laboratoire LITEN/LCA au CEA-Grenoble et le Centre SMS aux Mines de Saint-Étienne une étude sur les aciers constituant le réseau de pipeline pour le transport de gaz.

  Dans le cadre de développements futurs, NaTRan s'intéresse à la possibilité d'introduire de l'hydrogène gazeux dans son réseau de transport de gaz naturel.

  Afin de garantir le fonctionnement du réseau en toute sécurité, il est nécessaire de comprendre, prévoir et quantifier les effets potentiellement néfastes de la présence de l'hydrogène sur les aciers pour gazoduc. Ces effets désignés sous le terme générique de fragilisation par l'hydrogène (FPH) sont étudiés depuis de nombreuses années.

  Plusieurs mécanismes sont proposés, mettant en jeu :

  - la diminution de l’énergie de cohésion,

  - l’émission des dislocations facilitée par la présence d’hydrogène,

  - l’augmentation de la densité de lacunes sous déformation plastique, ou encore la localisation du glissement.

  En outre, la présence de défauts cristallins affecte la diffusion de l’hydrogène et peut notamment favoriser la ségrégation de ce soluté sur des sites préférentiels suite à son adsorption puis son absorption. Ces modèles ont montré que les problématiques de l’endommagement par FPH sont liées au processus de diffusion et de ségrégation de l’hydrogène ; les phénomènes de diffusion et de piégeage du soluté étant par ailleurs fortement influencés par la microstructure du matériau, sa composition, ainsi que par l’état de contrainte locale.

  La présence de défauts de surface sur les pipelines est un élément essentiel de la modification de cet état de contrainte locale. Ils proviennent de diverses origines au cours du temps (empreinte à chaud, incrustation, replis de métal, coup de meulage, griffure, corrosion, etc…) et font l’objet d’une procédure d’analyse particulière par l’exploitant.

  La présence d’hydrogène nécessite cependant de reconsidérer certains paramètres qui apparaissent dans les critères d’analyse de ces défauts, et qui peuvent être plus ou moins sensibles à l’hydrogène. Bien que le défaut en peau externe voit peu d’hydrogène, il est sous un flux de diffusion de l’hydrogène sous l’effet du gradient de concentration entre la peau interne, sous pression d’hydrogène, et la peau externe où la concentration est nulle.

  Selon l’état de concentration de contraintes et/ou de déformation plastique, du piégeage d’hydrogène et des interactions hydrogène-dislocations peuvent se manifester et potentiellement activer des mécanismes de fragilisation par l’hydrogène proche du défaut externe.

  C’est pour répondre à cet enjeu qu’une thèse de doctorat sera menée sur ce sujet.

  Elle combinera des travaux expérimentaux et des simulations numériques cherchant à reproduire les états de contrainte et de déformation locaux en pointe des défauts caractéristiques de diverses conditions de service, afin d’étudier l’effet d’un flux de diffusion d’hydrogène indirecte sur l’endommagement du matériau et de le comparer au comportement du matériau en présence d’un défaut de même sévérité au contact direct d’hydrogène gazeux. Un défaut localisé en peau interne du tube est directement exposé au flux d’hydrogène gazeux circulant dans le pipeline, ce qui engendre un flux de diffusion de l’hydrogène vers le matériau à travers la surface interne. En revanche, un défaut situé en peau externe du tube, bien qu’éloigné du contact direct avec l’hydrogène, peut être soumis à un flux d’hydrogène résultant de la diffusion à travers l’épaisseur du matériau depuis l’environnement interne riche en hydrogène.

  Elle se déroulera à la fois au centre SMS et au LITEN/LCA, chacun de ces laboratoires ayant des installations spécifiques pour mener les essais sous hydrogène gazeux (respectivement, un banc d’essais mécaniques sur éprouvette cylindrique creuse sous pression interne d’hydrogène, un banc d’essais d’éclatement sous hydrogène/hélium sur disque de rupture, un banc d’essais mécaniques sur éprouvettes entaillées en autoclave sous pression d’hydrogène).

  Le matériau principal étudié sera l’acier L485 MB de structure ferritique perlitique, sur lequel les partenaires ont déjà acquis une certaine expérience avec les deux thèses précédentes de H. Ez Zaki (2021) et M. Lemaitre (2024).

  Certains résultats de ces deux thèses alimenteront les travaux à venir.

  D’autres nuances plus anciennes et de structures différentes pourront être ajoutées pour étudier l’effet de la microstructure.

  1 - Étude préliminaire : Une étude préliminaire s’intéressera au dimensionnement des éprouvettes utilisées dans le cadre de cette étude par la méthode de calcul par éléments finis. Pour les essais sur disque, il s’agira d’évaluer l’épaisseur et la géométrie d’entaille en fonction du facteur de concentration des contraintes (kt) visé. Pour les éprouvettes axisymétriques creuses, il s’agira d’évaluer le diamètre, l’épaisseur de paroi et la géométrie de l’entaille selon le kt visé. Sur cette géométrie d’éprouvette, des défauts de type fissure sont envisagés. Il s’agira donc ici de définir les dimensions épaisseurs et profondeurs de pré-fissuration permettant de réaliser des essais de propagation à différents facteurs d’intensité de contrainte. Des essais de validation seront menés sous air dans cette partie. Les travaux de thèse seront ensuite divisés en deux parties, l’une s’intéressant aux effets d’un flux d’hydrogène sur un défaut sous sollicitation mécanique monotone, et l’autre sous sollicitation de fatigue.

  2 – Étude sous sollicitation monotone : Dans cette partie, deux types de sollicitation sont étudiées : l’une sur disque de rupture entaillé avec différentes géométries d’entaille (kt). L’autre, sur éprouvettes entaillées creuses ou pleines, s’intéressera en traction lente aux effets de la vitesse de déformation plastique sur une gamme de vitesses plus large, typiquement de 10-4 s -1 à 10-7 s -1 .

  Là-aussi, l’effet du facteur de concentration des contraintes sur l’endommagement sous hydrogène sera étudié pour les deux types de défauts.

  D’autre part, le développement d’éprouvettes creuses pré-fissurées en surface extérieure permettra d’étudier la ténacité du matériau sous hydrogène avec ou sans pré-chargement en hydrogène.

  Les effets de la vitesse de sollicitation et d’une couche d’oxyde seront également étudiés.

  3 – Etude sous sollicitation de fatigue : Dans cette partie, seules les éprouvettes creuses ou pleines seront utilisées. La connaissance du comportement du matériau en pointe du défaut sera nécessaire à la compréhension des mécanismes d’endommagement sous flux d’hydrogène en fatigue ; une étude de l’effet Rochet sur éprouvette lisse sera préalablement faite.

  L’effet de l’entaille sera ensuite étudié sur éprouvette entaillée sous diverses conditions de sollicitation : amplitudes de contrainte, rapports de charge, fréquences, les plus sévères. Des essais de propagation sous flux d’hydrogène seront enfin menés sur éprouvette pré-fissurée pour explorer les vitesses de propagation de fissure dans ces conditions. Les deux conditions d’hydrogénation, sous flux direct ou indirect de diffusion de l’hydrogène, peuvent être sensibles à la présence d’une couche d’oxyde à la fois en surface interne et externe.

  Il est donc envisagé dans la thèse d’étudier cet effet.

  Des moyens d’observation et d’analyse avancés seront utilisés pour caractériser l’endommagement à différentes échelles : MEB-FEG, EBSD, DRX, STEM, TKD.

  Ces études expérimentales seront appuyées par des simulations numériques couplant diffusion de l’hydrogène et champs mécaniques, afin d’apporter des données quantitatives pour discuter les résultats observés. Des essais de perméation sont envisagés pour déterminer les coefficients de diffusion sous différents taux de déformation. Là-aussi, les résultats des thèses précédentes seront exploités.

  Selon l’avancement des travaux, une modélisation de la propagation de fissure sous PH2 sera envisagée et appliquée aux conditions d’une entaille externe. L’ensemble des résultats obtenus apportera des éléments de réponses et de discussion concernant les interactions hydrogène / champs de contraintes, et leurs implications dans le déclenchement des mécanismes d’endommagement, dans le cas particulier d’un défaut externe.

  Profil recherché

  Le ou la candidat(e) devra être intéressé(e) par la compréhension des mécanismes physiques en sciences des matériaux et par le comportement mécanique des matériaux métalliques.

  Un attrait pour la mécanique expérimentale et la modélisation seront donc demandés.

  La thèse ayant lieu sur les deux sites, CEA-Grenoble et Mines Saint-Étienne, il sera localisé à Grenoble avec des missions régulières sur Saint-Étienne. L’École des Mines dispose pour cela de chambres d’hébergement.

  Techniques mises en œuvre dans le champ : - De la Sciences des matériaux - Et du comportement mécanique des matériaux – Endommagement

  LABORATOIRES D'ACCUEIL et CONTACTS

   

  • Laboratoire Composants et Assemblages, Liten, CEA/Grenoble

  Liten/DTBH/LCA, CEA Grenoble, 17 rue des Martyrs, 38054 Grenoble Cedex 9

  Laurent BRIOTTET / Co-directeur de la thèse tel. +33 4 38 78 33 15 ; email : laurent.briottet@cea.fr

   

  • École des Mines de Saint-Étienne, Centre SMS, 158 cours Fauriel – 42023 St-Etienne

  Jacques STOLARZ / Co-directeur de la thèse tel. +33 4 77 42 02 70 ; email : stolarz@emse.fr

  Cédric BOSCH / Co-encadrement tel. +33 4 77 42 00 38; email : bosch@emse.fr

  TÉLÉCHARGER L'OFFRE COMPLÈTE EN FR TÉLÉCHARGER L'OFFRE COMPLÈTE EN EN
• Ingénieur R&D corrosion Débutant H/F

  CDD temps plein

  Contexte et environnement

  Débutez votre carrière par une expérience stimulante au cœur d’équipes internationales, engagées dans la transition énergétique !
  
  Nous recherchons pour une durée de 12 mois au CSTJF à PAU (64), un.e Ingénieur.e R&D corrosion Débutant H/F
  
  Nous vous proposons un Contrat de Professionnalisation Temps Plein qualifiant de 12 mois incluant un volet de formation interne (métier, linguistique, outils…). Ces formations sont dispensées en interne par des organismes sélectionnés par TotalEnergies.

  Ce contrat vous permettra d’acquérir une année d’expérience professionnelle tout en étant formé aux spécificités de votre métier en lien avec les activités de la Compagnie. Un réel atout pour booster votre employabilité !

  Au cœur du CSTJF à Pau, TotalEnergies initie plusieurs projets CCS qui sont en cours de développement, et une roadmap CCS dédiée à l’aspect corrosion a été établie et est en cours de réalisation. Afin de supporter les projets en cours il est nécessaire d'accélérer la mise en place de la roadmap et de synthétiser les données accumulées au travers plusieurs collaborations.

  Activités

  Vos missions seront les suivantes :

  - Suivre les échanges techniques avec les laboratoires 

  - Définir les futurs conditions d'essais 

  - Réalisation de bibliographies 

  - Synthèse des données disponibles & participation à la définition de la stratégie de gestion de la corrosion pour les projets CCS 

  - Réalisation de calculs thermodynamique pour étudier la stabilités des spécifications de CO2 

  Profil du candidat

  Récemment diplômé(e) d'un diplôme de niveau Bac+5 avec une spécialisation Matériaux / Physique / Chimie / Procédés, vous êtes à la recherche d’une opportunité dans un environnement international et innovant ?

  Compétences Techniques :

  • Connaissances en corrosion; électrochimie; chimie minérale ou inorganique
  • Anglais Opérationnel

  Compétences IT :

  • Pack Office 
  • Maitrise des logiciels en simulation thermodynamique procédé/chimie

  Aptitudes :

  • Curiosité 
  • Esprit de synthèse 
  • Organisation 
  • Proactivité 

   

  Vous vous reconnaissez ? N'attendez plus... postulez pour rejoindre les équipes TotalEnergies du CSTJF à Pau ! 

  Pour postuler : Ingénieur R&D corrosion Débutant H/F - Job detail | Careers Portal - TotalEnergies
• POST DOCTORANT(E) - 18 MOIS - Toulouse (31)

  PRÉSENTATION DES PARTENAIRES

  SAFRAN LANDING SYSTEMS & Le CIRIMAT RECHERCHENT UN(e) POST DOCTORANT(e).

   

  Poste à pourvoir début 2026 pour une durée de 18 mois.

   

  Candidature à envoyer avant le MERCREDI 12 SEPTEMBRE 2025.

   

  Le poste est basé au Laboratoire CIRIMAT avec des déplacements ponctuels à prévoir en France.

   

  CONTEXTE

  L’un des moyens régulièrement utilisés pour protéger les alliages d’aluminium de la série 2XXX de la corrosion dans le milieu aéronautique consiste à anodiser ces derniers. Cependant, ce traitement d’anodisation induit une baisse plus ou moins significative de la tenue en fatigue de ces alliages, y compris des dernières nuances développées, pourtant très prometteuses en termes de comportement mécanique. Le challenge, aussi bien scientifique qu’industriel, serait de trouver un nouveau traitement de surface pouvant remplacer avantageusement le procédé d’anodisation, afin d’essayer de se rapprocher au plus près des durées de vie en fatigue des alliages non protégés. De plus, le procédé devra être utilisable sur les pièces à géométrie complexe de Safran Landing Systems.

   

  Les premières études menées en interne chez Safran Landing Systems se sont intéressées aux procédés connus de l’industrie aéronautique comme les procédés de peintures électro-déposées, les traitements électrolytiques ou les traitements par voie sèche (PVD). Les premiers résultats suggèrent que les peintures électro-déposées ne semblent pas induire de baisse de la durée de vie en fatigue tout en présentant une bonne tenue en corrosion par rapport à une anodisation. Les revêtements électrolytiques, quant à eux, semblent présenter un gain relatif vis-à-vis des anodisations sur la durée de vie en fatigue tout en amenant un aspect sacrificiel à la protection à la corrosion. Les revêtements électrolytiques n’étant, à la base, pas prévus pour des alliages d’aluminium, des optimisations doivent être envisagées pour cet applicatif. En ce qui concerne les traitements par voie sèche, les premiers résultats n’ont pas été concluants et mériteraient une analyse plus poussée sur leur viabilité pour cet applicatif.

   

  OBJECTIFS

  L’objectif de la société Safran Landing Systems serait d’identifier un nouveau procédé de traitement de surface protégeant les alliages d’aluminium, notamment ceux de la série 2xxx, de la corrosion sans entraîner de chute drastique de la tenue en fatigue, en remplacement du procédé d’anodisation. Des pistes sont d’ores et déjà existantes mais nécessitent d’être mieux comprises et potentiellement optimisées. De plus, il n’est pas exclu que certaines solutions n’aient pas été envisagées alors qu’elles pourraient être très prometteuses : il s’agit donc aussi de les identifier. Une attention particulière à la mise en œuvre du procédé sur les géométries complexes de Safran Landing Systems devra être prise en compte dans la recherche de solution.

   

  DESCRIPTION DU POSTE ET PROFIL RECHERCHÉ

  La personne recrutée doit être titulaire d’une thèse de doctorat en lien avec l’étude de la relation entre la microstructure des métaux et leurs propriétés, en particulier tenue en corrosion et tenue en fatigue.

   

  Une expertise pour ce qui concerne les traitements de surface serait un atout non négligeable.

   

  La personne recrutée devra aussi démontrer une forte expertise dans l’analyse et la caractérisation des surfaces et/ou des phénomènes de corrosion, et la réalisation d’essais mécaniques, notamment via l’utilisation des techniques suivantes :

   

  • Microscopie optique (MO), microscopie électronique à balayage (MEB) et microscopie en transmission (MET) ;
  • Spectroscopie à dispersion d’énergie des rayons X (EDS) ;
  • Techniques électrochimiques : mesures stationnaires (suivi du potentiel de corrosion et tracé de courbes de polarisation) et spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE) ;
  • Essais mécaniques (traction et fatigue).

   

   

   

  CANDIDATURE COMPLÈTE (CV avec des références et Lettre de motivation) à transmettre par mail avant le mercredi 12 septembre 2025, à l’attention de :

   

  • Safran Landing Systems : Alex JACOBONI - alex.jacoboni@safrangroup.com
  • CIRIMAT : Christine BLANC -  christine.blanc@ensiacet.fr
  • CIRIMAT : Grégory ODEMER -  gregory.odemer@ensiacet.fr

  Télécharger l'offre complète FR Télécharger l'offre complète EN

Pages