Au sein de Centrale Supélec, les activités reliées à la métallurgie sont présentes dans 2 laboratoires (le MSSMAT et le LGPM). Le MSSMAT (UMR CNRS 8579, Mécanique des sols, des structures et des matériaux) est un laboratoire centré sur la mécanique des matériaux. Le LGPM (Laboratoire Génie des Procédés et Matériaux) est un laboratoire centré sur l’étude des transferts aux interfaces dans les procédés. L’ensemble des 2 laboratoires possède des équipements de caractérisation lourds ; microscopes électroniques à balayage (FEG, FIB-FEG et ESEM), microscopes électroniques à transmission, imagerie et contraintes internes par rayons X, machines d’essais mécaniques (chargement monotone ou multi-axial).
Mécanique sols, structures et matériaux (MSSMAT)
Équipe Science et Ingénierie des Matériaux (SIM)
L’équipe Science et Ingénierie des Matériaux (SIM) conduit des recherches portant sur deux thèmes majeurs, l’optimisation des matériaux et les relations entre structure et propriétés d’usage. En dialogue avec l’approche expérimentale au cœur de l’activité de l’équipe SIM, différents modèles multi-échelles permettant la simulation numérique des expériences sont développés : modélisation mécanique en milieux continus, modèles en plasticité cristalline, modélisation à l’échelle atomique. L’optimisation des propriétés mécaniques des matériaux et des surfaces (essentiellement des alliages métalliques) est basée sur la compréhension des mécanismes physiques du comportement (plasticité, endommagement et rupture induite par l’environnement) et prend en compte la genèse et transformation des microstructures en grandes déformations et/ou à température élevée (notamment la recristallisation).
Le lien entre structure et propriétés d’usage est étudié lors d’usage en conditions sévères (sollicitation à haute température, en chargement mécanique complexe ou sous environnement corrosif comme les métaux liquides). Ce thème repose sur le développement de méthodes expérimentales originales (par exemple mesure des contraintes internes in situ par diffraction des rayons X ou imagerie des dislocations par canalisation en microscopie à balayage) permettant de caractériser le comportement mécanique et l’endommagement à différentes échelles sous différentes sollicitations (monotones, cycliques et multi-axiales) ainsi que les évolutions microstructurales dans différents environnements. Cette approche est associée à des modélisations mécaniques reposant sur une description fine de la microstructure et sur une connaissance précise des mécanismes physiques mis en œuvre (mesure et simulation des champs locaux, modélisation en plasticité cristalline, simulation par éléments finis, calculs ab initio).
Laboratoire Génie des Procédés et Matériaux (LGPM)
Équipe Matériaux et biomatériaux (MB)
Elle étudie les procédés d’élaboration et de transformation des matériaux et le comportement des matériaux pendant leur utilisation, pour deux familles de matériaux : les matériaux métalliques et les biomatériaux (en particulier le bois et les fibres naturelles). La démarche scientifique qui est adoptée est de développer des approches multi-échelles combinant des expériences de laboratoire, des modèles physiques analytiques et des outils de simulation numérique. Le cœur de compétences s’appuie sur la physico-chimie des surfaces / interfaces et sur les relations structures / propriétés des matériaux. On s’y attache à étudier les mécanismes et les propriétés microscopiques intervenant sur la surface ou dans le cœur des matériaux lors d’une sollicitation extérieure (mise en contact avec une atmosphère gazeuse ou une phase liquide, traitement thermique, sollicitation mécanique). La meilleure compréhension de ces mécanismes et propriétés microscopiques permet ensuite de modéliser et d’optimiser des procédés ou des matériaux à l’échelle macroscopique.
Le changement d’échelle et les approches multi-échelles de la science des matériaux (modélisation et caractérisation en physico-chimie et thermodynamique) sont appliqués pour l’étude de la corrosion, de la mouillabilité des surfaces et des procédés métallurgiques d’élaboration des matériaux.
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