Offre de thèse
REGION - ALUTITANE : nouvelle voie de remplacement des alliages de titane par l'aluminium
Date limite de candidature
31-05-2026
Date de début de contrat
01-10-2026
Directeur de thèse
MASSION Roxane
Encadrement
Co-encadrant à définir
Type de contrat
école doctorale
équipe
DEPARTEMENT 2 : Ingénierie des Microstructures, Procédés, Anisotropie, ComportemenT (IMPACT)contexte
L'aluminium constitue un métal stratégique en raison de sa faible masse volumique, de sa bonne conductivité thermique et électrique, de son point de fusion relativement bas et de sa grande adaptabilité de surface liée à la présence d'une fine couche d'oxyde naturel. Dans ce contexte, le remplacement du titane (notamment l'alliage TA6V) par des matériaux à base d'aluminium plus légers, moins coûteux et thermiquement stables représente un enjeu industriel majeur. Une telle substitution permettrait de réduire significativement l'empreinte carbone associée aux matériaux métalliques, tant du point de vue de l'extraction des matières premières que de leur transformation, contribuant ainsi aux objectifs de décarbonation de l'industrie, en particulier dans le secteur aéronautique. C'est ainsi que l'objectif de ce projet doctoral est de proposer l'étude de composites à matrice métallique en aluminium renforcés par une matrice céramique pour se substituer aux alliages de titane.spécialité
Sciences des Matériauxlaboratoire
LEM3 - Laboratoire d Etude des Microstructures et de Mécanique des MatériauxMots clés
hyperdéformations, procédés, alliage d'aluminium, recyclabilité, poudres métalliques, composites métalliques
Détail de l'offre
L'ambition de cette thèse est de remplacer le titane par l'aluminium, grâce à une amélioration métallurgique de ses propriétés. Le procédé débute par le mélange de poudre d'aluminium et de polymère, suivi d'une pyrolyse et d'une hyperdéformation afin de générer des particules céramiques nanométriques stabilisant la microstructure jusqu'à 500 °C, augmentant la limite d'élasticité et induisant une anisotropie proche du titane. Peu coûteux, il attire des partenaires industriels par cet aluminium aux performances exceptionnelles pour les applications structurales et aéronautiques
Keywords
Severe Plastic Deformations, process, aluminium alloys, recyclability, metal powder, metal composites
Subject details
The aim of this thesis is to replace titanium with aluminum by improving the material's properties through metallurgical means. The process begins with the mixing of aluminum powder and polymer, followed by pyrolysis and hyperdeformation to generate nanoscale ceramic particles that stabilize the microstructure up to 500 °C, increasing the yield strength and inducing anisotropy similar to that of titanium. Cost-effective, it attracts industrial partners with this aluminum offering exceptional performance for structural and aerospace applications
Profil du candidat
Les postulants devront être titulaires d'un M2 Recherche ou d'un diplôme d'ingénieur équivalent avec comme spécialité la métallurgie ou la science des matériaux. Une solide expérience en expérimentation est indispensable, notamment dans les procédés d'hyperdéformations, en métallurgie des poudres et en microscopie. Des connaissances en mécanique sera un plus. Une bonne expression orale et écrite en langue anglaise est fortement souhaitable.
Candidate profile
Applicants must hold a Master's degree in research (M2) or an equivalent engineering degree with a specialization in metallurgy or materials science. Solid experience in experimental work is essential, particularly in SPD processes, powder metallurgy, and microscopy. Knowledge of mechanics is a plus. Good oral and written communication skills in English are highly desirable.
Référence biblio
[1] V.Q. Vu, L.S. Toth, Y. Beygelzimer, Y. Zhao, Microstructure, texture and mechanical properties in aluminum produced by friction assisted lateral extrusion, Materials. 14 (2021) 2465.
[2] A. Pariyar, C.S. Perugu, L.S. Toth, S. V Kailas, Microstructure and mechanical behavior of polymer-derived in-situ ceramic reinforced lightweight aluminum matrix composite, J alloys Compd. 880 (2021). https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.160430
[3] A. Pariyar, L.S. Toth, S. V Kailas, L. Peltier, Imparting high-temperature grain stability to an AlMgalloy, ScrMater.190(2021). https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2020.08.035.
[4] Bindu Gutta, Prashant Huilgol, Chandra S Perugu, Govind Kumar, S Tejanath Reddy, Laszlo S Toth, Olivier Bouaziz, Satish V Kailas, A Polymer-Based Metallurgical Route to Produce Aluminum Metal-Matrix Composite with High Strength and Ductility, Materials, 17(1), 2023, https://oi.org/10.3390/ma17010084