Métamatériaux ultralégers : conception et performances mécaniques H/F

CEA; Saclay; Sur place; EUR 40 000 - 60 000; Plein temps

Résumé du poste

Un institut de recherche scientifique propose un stage consacré au développement de métamatériaux métalliques ultralégers via fabrication additive à Saclay, Île-de-France. Le stagiaire sera impliqué dans l'évaluation de procédés, la caractérisation et le développement d'architectures optimisées. Des compétences en modélisation numérique et en fabrication additive seraient un atout. Ce stage est ouvert à tous, y compris les personnes handicapées.

Qualifications

• Étudiant en Master 2 ou école d'ingénieur avec spécialisation en science des matériaux.
• Compétences en modélisation numérique (éléments finis) et fabrication additive sont un plus.
• Intérêt pour l'innovation dans un environnement collaboratif.

Responsabilités

• Évaluer divers procédés de fabrication additive métallique.
• Réaliser des simulations pour prédire le comportement mécanique.
• Caractériser avancé des métamatériaux.
• Explorer des traitements de surface innovants.
• Développer une approche 'material-by-design'.

Connaissances

Modélisation numérique

Fabrication additive

Caractérisation expérimentale

Conception numérique

Formation

Master 2 en science des matériaux

Diplôme d'école d'ingénieurs

Description du poste

Métamatériaux ultralégers : conception et performances mécaniques H/F

Stage consacré au développement de métamatériaux métalliques ultralégers via fabrication additive, optimisation d'architectures et simulations mécaniques. Il inclut l'évaluation de procédés, la caractérisation avancée et l'étude de traitements de surface innovants. Possibilité de poursuite en thèse.

Description de l'offre

Les contraintes environnementales, le coût d’accès aux matières premières et la nécessité de réduire l’empreinte carbone des véhicules exigent le développement de matériaux plus poreux, combinant légèreté et résistance mécanique, pour des secteurs stratégiques tels que l’aéronautique, le spatial, les transports et l’énergie.

Les métamatériaux mécaniques, en particulier les structures en microtreillis imprimées en 3D, offrent un potentiel unique pour répondre à ces enjeux. En modulant la topologie et l’architecture des réseaux internes, il est possible d’atteindre des performances, notamment en termes de rapport rigidité/densité, inaccessibles aux matériaux conventionnels.

Le projet proposé vise à développer de nouveaux métamatériaux métalliques ultralégers dont l’architecture, optimisée pour maximiser les performances mécaniques tout en restant isotrope, permet un comportement prévisible à l’aide des outils classiques de mécanique appliquée.

Cette démarche s’appuie sur l’expertise reconnue du CEA, notamment au sein de l’IRAMIS et de l’IRFU/DIS, dans la conception d’architectures aléatoires isotropes et leur fabrication par procédés additifs métalliques. Cette étude s’inscrit dans le cadre du PEPR DIADEM, dédié au développement de matériaux et de procédés avancés pour des applications stratégiques et durables.

Responsabilités

• Évaluation de plusieurs procédés de fabrication additive métallique (MBJ, MEX, EB-PBF, L-PBF) afin de contrôler la porosité, la connectivité interne et les propriétés mécaniques.
• Mise en œuvre de simulations par éléments finis pour prédire le comportement mécanique et orienter les choix de conception.
• Caractérisation avancée des métamatériaux (MEB, tomographie X, essais thermomécaniques et compression).
• Exploration de traitements de surface innovants (pack-cémentation, DLI-MOCVD) pour améliorer la résistance à la corrosion et à l’usure.
• Développement d’une approche « material‑by‑design » intégrant les outils de la mécanique numérique.

Profil du candidat

Vous êtes étudiant en Master 2 ou en école d’ingénieur, spécialisé en science des matériaux, mécanique, physique, fabrication additive ou domaines associés.

Vous avez un intérêt marqué pour la conception numérique, la caractérisation expérimentale et la mécanique numérique appliquée aux matériaux.

Des compétences en modélisation numérique (éléments finis) et/ou en fabrication additive seraient un atout.

Vous appréciez le travail expérimental, l’innovation et l’évolution dans un environnement collaboratif et international.

Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, ce stage est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l'inclusion des étudiants handicapés.

Qualifications

Bac+5 – Diplôme École d'ingénieurs

Master 2 Science des Matériaux ou École d'ingénieur spécialisée Matériaux / Mécanique / Procédés

Entité de rattachement

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat. Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs. Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international. Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité

Description de l'unité

L'IRFU est un institut de recherche fondamentale dans les domaines de l'astrophysique, la physique nucléaire et la physique des particules. Menant des recherches de pointe dans ces domaines, il s'appuie sur des départements techniques pour la conception, la construction et la mise en œuvre d'expériences de physique au sommet de la technologie. Au sein de l'IRFU, le DIS (département d'ingénierie des systèmes) réunit les compétences en ingénierie mécanique, génie électrique, électronique, instrumentation et systèmes de contrôle commande.

Référence

2025-38570