Offre de thèse
Optimisation des propriétés tribologiques par la maîtrise des mécanismes d'endommagement à l'interface des matériaux sous haute pression
Date limite de candidature
18-05-2025
Date de début de contrat
01-10-2025
Directeur de thèse
MASSION Roxane
Encadrement
Le projet de recherche proposé est prioritaire pour nos deux départements et notre laboratoire. Il est important pour nous d'accompagner le doctorant durant ces années de thèse pour qu'il puisse accomplir son travail dans les meilleures conditions possibles. Le doctorant suivra tout le long de son parcours des formations au sein même de l'Université de Lorraine pour acquérir des compétences indispensables au bon déroulement de la thèse (anglais, recherche bibliographique, rédaction d'articles, présentations scientifiques, formations complémentaires). Nos doctorants sont automatiquement impliqués dans la vie du laboratoire : présence aux séminaires, organisation de manifestations scientifiques diverses avec les chercheurs confirmés du laboratoire etc. Le co-directeur sera Dr-Ing Julien VINCENT (IGR CNRS) et le Pr. Sylvain PHILIPPON sera encadrant scientifique sur ce projet. Tout au long de son doctorat, il sera encadré, conseillé, guidé régulièrement par ses directeurs de thèse ainsi que les techniciens et ingénieurs responsables des équipements sur lesquels il doit se former pour devenir complètement autonome. Un comité de suivi de thèse sera mis en place comme le demande notre école doctorale
Type de contrat
école doctorale
équipe
DEPARTEMENT 2 : Ingénierie des Microstructures, Procédés, Anisotropie, ComportemenT (IMPACT)contexte
Ce projet de thèse s'inscrit dans la continuité d'une collaboration active entre les départements IMPACT (D2) et T-PRIOM (D3) du LEM3, initiée dès 2012. Les travaux antérieurs [1] ont permis d'identifier deux phénomènes clés dans les essais de frottement à sec et en conditions quasi-statiques : (i) la formation d'une zone hyperdéformée dans le cuivre et (ii) la genèse d'un troisième corps sur la contre-surface en acier. Ces constats, bien que significatifs, n'ont pas encore été étudiés de manière systématique en fonction des conditions de contact et de l'état de surface. Le développement récent d'un tribomètre spécifique au LEM3 [2], capable de reproduire des conditions de frottement sévères, offre un cadre expérimental unique pour investiguer ces phénomènes [3]. Ce dispositif permet d'évaluer l'influence de la pression normale apparente, du glissement relatif et de la rugosité initiale sur l'évolution des transformations tribologiques de surface (TTS) [4] et la genèse du troisième corps [5]. L'étude de la tribologie à sec dans les procédés d'hyperdéformations a été amorcée dans la thèse de Chloé Franoux [6]. Mais l'influence de l'état de surface sur la situation d'adhérence-glissement reste à étudier. Ainsi, la modification des surfaces ; notamment par texturation laser ou gravage ionique ou par traitements thermochimiques peuvent se révéler être des pistes d'étude dans ce projet [7].spécialité
Mécanique des Matériauxlaboratoire
LEM3 - Laboratoire d Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux
Mots clés
Hyperdéformations, Tribologie, Procédés, Contact, Quasistatique, hautes pressions
Détail de l'offre
Les performances des systèmes mécaniques dépendent fortement des propriétés tribologiques des surfaces en contact, notamment en conditions extrêmes comme celles rencontrées dans les procédés d'hyperdéformation ou dans les assemblages critiques par friction (aéronautique, moteurs). Malgré les avancées, les mécanismes d'endommagement initiaux – en particulier à la limite de l'adhérence – restent mal compris, notamment à l'échelle multi-matériau et multi-échelle. Cette thèse propose de répondre à cette problématique en analysant les phénomènes d'interaction tribologique entre des matériaux à fort contraste mécanique, en particulier le couple cuivre/acier, en conditions de glissement sec sous haute pression.
Keywords
Severe Plastic Deformations, Tribology, Process, Contact, quasistatic, High pressure
Subject details
The performance of mechanical systems is highly dependent on the tribological properties of the surfaces in contact, particularly under extreme conditions such as those encountered in hyperdeformation processes or in critical frictional assemblies (aeronautics, engines). Despite advances, the initial damage mechanisms - particularly at the limit of adhesion - remain poorly understood, especially on a multi-material and multi-scale scale. This thesis proposes to address this issue by analyzing tribological interaction phenomena between materials with high mechanical contrast, in particular the copper/steel pair, under high-pressure dry sliding conditions.
Profil du candidat
Les postulants devront être titulaires d'un master Recherche ou d'un diplôme d'ingénieur équivalent dans le domaine de la mécanique ou science des matériaux. Une expérience dans le domaine de la mécanique expérimentale est hautement souhaitable. Une bonne expression écrite en français et en anglais est souhaitée
Candidate profile
Applicants must have a Master's degree in Research or an equivalent engineering degree in the field of material's science or mechanic. Experimental skills are highly desirable.
A good written expression in French and in English is desired.
Référence biblio
[1] Pougis, A., et al. (2013). Dry friction of steel under high pressure in quasi-static conditions. Tribology International, 67, 27–35.
[2] Franoux, C., et al. (2022). Tribomètre et procédé de mesure de propriétés tribologiques. Brevet INPI FR2201441.
[3] Massion, R., et al. (2022). Enhancement of a Tribometer Device Dedicated to Quasi-Static Friction Conditions Under High Pressure. Tribology Letters, 70(2).
[4] Hutchings, I. M., & Shipway, P. (2017). Tribology: Friction and Wear of Engineering Materials (2nd ed.). Butterworth-Heinemann.
[5] Godet, M. (1984). The third-body approach: A mechanical view of wear. Wear, 100(1–3), 437–452.
[6] Franoux, C. (2023). Contribution expérimentale au frottement sec dans les procédés d'hyperdéformation : application au couple cuivre/acier. Thèse, Université de Lorraine.
[7] Pavlik, A., et al. (2020). Improving the surface durability of patterned AISI 316LM steels by nitriding treatment for dry friction sliding. Tribology International, 146.