Mécanique

ISMME - Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique

FOREST Samuel

AMMAR Kais

Centre des Matériaux

28/04/2025

Plasticité cristalline, endommagement, EBSD, FIB, essais mécaniques uni et biaxiaux, revêtement en alliage de zinc

Crystal plasticity, damage, EBSD, FIB, uniaxial and biaxial mechanical testing, Zinc alloy coating

Cette recherche se concentrera sur la compréhension de la relation entre la microstructure des revêtements de Zn-Al-Mg et leur comportement mécanique dans différentes conditions de chargement. Le projet utilisera une approche multi-échelle, combinant des techniques expérimentales telles que les essais mécaniques, la microscopie (SEM, EBSD, et TEM), et des méthodes de caractérisation avancées pour caractériser l'évolution de la microstructure au cours de la déformation. Des simulations numériques seront systématiquement utilisées pour interpréter les résultats expérimentaux à l'échelle du grain en utilisant des simulations de plasticité cristalline combinées à la prévision de l'initiation et de la propagation des dommages. Le travail bénéficiera de l'étroite coopération entre ArcelorMittal OCAS et Mines Paris, ce qui permettra de comparer les propriétés mécaniques de plusieurs revêtements ayant des compositions chimiques différentes.

This research will focus on understanding the relationship between the microstructure of Zn-Al-Mg coatings and their mechanical behavior under different loading conditions. The project will employ a multi-scale approach, combining experimental techniques such as mechanical testing, microscopy (SEM, EBSD, and TEM), and advanced characterization methods to capture the microstructural evolution during deformation. Numerical simulations will be used systematically to interpret experimental results at the grain scale using crystal plasticity simulations combined with prediction of damage initiation and propagation. The work will benefit from previous close cooperation between OCAS and Mines Paris, allowing for a comparison of the mechanical properties of several coatings with different chemical compositions.

The Centre des Matériaux in collaboration with OCAS NV, ArcelorMittal is seeking a highly motivated PhD student to join our research team and contribute to an exciting project focusing on the mechanical behaviour of Zn-Al-Mg coatings deposited on steel and produced through continuous hot-dip galvanising. This project aims to improve the fundamental knowledge of the deformation and damage mechanisms of these protective coatings, which are crucial for improving the performance and durability of galvanized steel in various industrial applications.

Directeur de thèse 1: Samuel FOREST
Directeur de thèse 2: Kaïs AMMAR
Co-encadrant: Vincent MAUREL
Co-encadrant externe: Houssem Eddine CHAIEB

Ingénieur et/ou Master recherche - Bon niveau de culture générale et scientifique. Bon niveau de pratique du français et de l'anglais (niveau B2 ou équivalent minimum). Bonnes capacités d'analyse, de synthèse, d'innovation et de communication. Qualités d'adaptabilité et de créativité. Capacités pédagogiques. Motivation pour l'activité de recherche. Projet professionnel cohérent.

Pré-requis (compétences spécifiques pour cette thèse) :

Mécanique des matériaux
Métallurgie mécanique
Mécanique numérique
Lois de comportement viscoplastique

Pour postuler : Envoyer votre dossier à recrutement_these@mat.mines-paristech.fr comportant
• un curriculum vitae détaillé
• une copie de la carte d'identité ou passeport
• une lettre de motivation/projet personnel
• des relevés de notes L3, M1, M2
• 2 lettres de recommandation
• les noms et les coordonnées d'au moins deux personnes pouvant être contactées pour recommandation
• une attestation de niveau d'anglais

: Engineer and / or Master of Science - Good level of general and scientific culture. Good level of knowledge of French (B2 level in french is required) and English. (B2 level in english is required) Good analytical, synthesis, innovation and communication skills. Qualities of adaptability and creativity. Teaching skills. Motivation for research activity. Coherent professional project.

Prerequisite (specific skills for this thesis):

Mechanics of materials
Mechanical Metallurgy
Computational Mechanics
Constitutive equations for viscoplasticity

Applicants should supply the following :
• a detailed resume
• a copy of the identity card or passport
• a covering letter explaining the applicant's motivation for the position
• detailed exam results
• two references : the name and contact details of at least two people who could be contacted
• to provide an appreciation of the candidate
• Your notes of M1, M2
• level of English equivalent TOEIC
to be sent to recrutement_these@mat.mines-paristech.fr

• Investigate the microstructural features of Zn-Al-Mg coatings and their influence on mechanical properties.
• Analyze deformation and damage mechanisms using in-situ mechanical testing and advanced microscopy.
• Develop structure-property relationships linking microstructure, deformation behavior, and failure modes.
• Employ numerical modeling to simulate mechanical behavior and predict damage initiation and evolution.

[1] R. Parisot, S. Forest, A. Pineau, F. Nguyen, X. Demonet and J.-M. Mataigne, Deformation and Damage Mechanisms of Zinc Coatings on Galvanized Steel Sheets, Part I: Deformation Modes, Metallurgical and Materials Transactions, vol. 35A, pp. 797-811, 2004.
[2] R. Parisot, S. Forest, A. Pineau, F. Grillon, X. Demonet and J.-M. Mataigne, Deformation and Damage Mechanisms of Zinc Coatings on Galvanized Steel Sheets, Part II: Damage Modes, Metallurgical and Materials Transactions, vol. 35A, pp. 813-823, 2004
[3] Y.B. Park, I.G. Kim, S.G. Kim, W.T. Kim, T.C. Kim, M.S. Oh, and J.S. Kim, Orientation dependence of cracking in hot-dip Zn-Al-Mg alloy coatings on a steel sheet, Metallurgical and Materials Transactions, vol. 48, pp. 1013-1020, 2017
[4] H. Eddine Chaieb, V. Maurel, K. Ammar, S. Forest, A. Tanguy, E. Héripré, F. Nozahic, J.-M. Mataigne, J. De Strycker, In-situ localization of damage in a Zn-Al-Mg coating deposited on steel by continuous hot-dip galvanizing, Scripta Materialia, vol. 243, pp. 115960, 2024. 10.1016/j.scriptamat.2023.115960

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