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Stage CEMEF 2023 : Modélisation de la lubrification en laminage de tôles : améliorations algorithmiques.

Postée le 09 déc.

Lieu : Constellium C-TEC - Constellium Technology Center Parc Economique Centr’Alp, Voreppe, Isère (38) www.constellium.com Ecole des Mines de Paris, CEMEF, Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes (06) https://www.cemef.minesparis.psl.eu/  · Contrat : Stage · Rémunération : > 600 € / mois + aides (logement, cantine) €

Société : Mines Paris-PSL CEMEF

Leader mondial dans le domaine des matériaux, des procédés et de leur modélisation, le CEMEF réalise une recherche partenariale avec l'industrie et forme des experts (doctorats et mastère spécialisé).
Pluridisciplinaire, le CEMEF étudie tous les types de matériaux (métaux et alliages métalliques, polymères synthétiques et issus de la biomasse, composites, béton...) et de procédés industriels en s’intéressant aux différentes étapes de la vie du matériau :
élaboration -> mise en forme -> traitements thermiques -> assemblage -> propriétés d'usage -> recyclage
Elément majeur d’innovation, sa compréhension du comportement des matériaux aux différentes échelles, de l'interaction outil-matière, de l’impact des procédés sur les propriétés finales permet l’optimisation et le développement de procédés de fabrication de plus en plus complexes et contraints (technologie, énergie, environnement…).
Il s’appuie sur des approches couplant techniques expérimentales et modélisations numériques.
Le CEMEF, c'est plus de 160 ingénieurs, chercheurs, étudiants, techniciens, animés par la même curiosité face à la complexité des phénomènes, la même envie de se dépasser pour agrandir le champ des connaissances, le même goût du défi scientifique.
C’est un centre de recherche de Mines Paris - PSL,, associé au CNRS.
Spécialisations : polymères, bioplastiques, composites, métaux, alliages métalliques, transformation des matériaux, physique, mécanique, thermique, propriétés d'emploi, tenue en service, modélisation numérique, développement logiciel, calcul intensif, surfaces.

Description du poste

Objectif général:
Contribuer à la compréhension de la lubrification et à la prédiction du frottement en laminage des alliages légers, en réalisant un travail complet de modélisation : maîtrise des phénomènes physiques et résolution numérique avancée.

Contexte:
Le laminage à froid des alliages légers est fortement tributaire du frottement, donc de la lubrification. Partant de ce constat, un modèle couplé de frottement lubrifié du laminage à froid de tôles a été construit dans les années 1990s. Le stage proposé s’intègre dans un projet plus large, qui prendra la forme d’un travail de thèse en collaboration avec d’autres industriels, et qui consiste à enrichir ce modèle sur le plan physique. L’objectif du stage proprement dit est axé sur le logiciel existant : il nécessite de comprendre les phénomènes physiques modélisés et d’améliorer la programmation pour donner plus de robustesse et de rapidité, en vue d’évolutions ultérieures.

Présentation détaillée:
Le modèle existant couple plusieurs phénomènes physiques [1] :
1. La déformation élastoplastique de la bande
2. La déformation microplastique de la rugosité
3. La formation et l’évolution du film lubrifiant
4. La déformation élastique du cylindre (2D plan)
5. La thermique couplée bande-cylindre (2D)

Le modèle fait donc appel à un large panel de phénomènes physiques (mécanique non-linéaire des solides, mécanique des fluides, thermique, etc…) qui sont intimement liés les uns aux autres.
Ainsi, une fois les phénomènes compris et maitrisés, un couplage numérique efficace entre les différentes physiques est clé pour avoir un logiciel performant.
Dans le logiciel actuel, ces couplages se traduisent par des boucles itératives imbriquées. La figure 1 donne un aperçu rapide du schéma global de résolution. Certaines équations sont des équations différentielles (ODE) « raides », c’est-à-dire très sensibles aux paramètres et aux conditions aux limites. Le processus de convergence est donc lent, et incertain dans les cas les plus sévères de gradients de contraintes, de température…
Le travail à faire durant ce stage est un travail ambitieux qui a une double nature : d’un côté, la compréhension des phénomènes multiphysiques et leur remise en cause ou leur enrichissement si nécessaire ; d’un autre côté, l’amélioration des méthodes numériques de résolution, par exemple l’efficacité des méthodes d’intégration, ou l’enchainement des résolutions entre les différentes régions du domaine d’intégration.

Profil recherché

Connaissances en physique, en matériaux et en méthodes numériques.
Goût pour la programmation. Le logiciel est écrit en Fortran 90.
Rigueur et capacité à s’investir pleinement dans un sujet.
Goût pour le travail en équipe; communication orale et écrite.
Maitrise de la langue anglaise (niveau B2 minimum)

Voir le fichier joint

Pour postuler :

Le dépôt de votre candidature se fait en ligne uniquement en remplissant le formulaire CEMEF en ligne sur : https://applyfor.cemef.mines-paristech.fr/internship/