Post-Doctorant ou Post-Doctorante - Rôle du Nickel dans la Fragilité Intergranulaire dans les Aciers Faiblement Alliés - CDD H/F - 42

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Rejoindre Mines Saint-Étienne, c'est s'engager dans une institution où la science et l'innovation bâtissent un avenir plus durable. Une école d'excellence où chacun a l'opportunité de révéler son plein potentiel et de contribuer à relever les défis de demain.

Classée parmi les meilleures écoles d'ingénieurs en France et reconnue mondialement, notre école, membre de l'Institut Mines-Télécom, forme les talents de demain tout en contribuant activement à relever les grands défis industriels, numériques et environnementaux. Avec nous, vous intégrez une communauté de 500 collaborateurs, 2500 étudiants, et participez à un projet ambitieux : conjuguer excellence académique, recherche d'avant-garde et impact sociétal positif.

L'Institut Mines-Télécom fédère les grandes écoles françaises autour des défis industriels majeurs, numériques, énergétiques et écologiques. Avec ses 8 Grandes Écoles publiques et 2 écoles filiales, il est le premier institut public dédié aux ingénieurs et managers. Ensemble, nous imaginons et construisons un avenir durable, en formant les acteurs qui façonneront les transitions de demain.Le Laboratoire Georges Friedel (LGF) est une Unité Mixte de Recherche du CNRS (UMR 5307). Situé à l'École des Mines de Saint-Étienne et porté par deux tutelles (Mines Saint-Étienne et CNRS), le laboratoire regroupe tout le potentiel de recherche de Mines Saint-Étienne dans les domaines des matériaux, de la mécanique et des procédés.

Le centre SMS - Sciences des Matériaux et des Structures - est l'un des cinq centres d'enseignement et de recherche de Mines Saint-Etienne. Au sein du LGF, il développe des recherches en science des matériaux, mécanique et procédé avancés de fabrication, pour le transport et la production d'énergie, avec un objectif d'accroître la durabilité des matériaux.

Ce que nous attendons de vous

Ce post-doc s'inscrit dans le cadre de la chaire « SIRA », un partenariat de quatre ans entre Mines Saint-Etienne et les sociétés Framatome et EDF, co-financé par l'Agence Nationale de la Recherche, portant sur le vieillissement des aciers faiblement alliés (16MND5) utilisés dans les composants du circuit primaire des réacteurs nucléaires à eau pressurisée. La chaire répond à une demande de Framatome et EDF d'améliorer la compréhension des effets du vieillissement par ségrégation auquel sont sujets les enveloppes soumises à la pression, en acier faiblement allié, des composants principaux du circuit primaire des réacteurs nucléaires à eau pressurisée au cours de leur fonctionnement. La cuve, composant qui contient le coeur du réacteur, fait l'objet d'une attention particulière car, contrairement aux autres composants, elle n'est pas remplaçable.

La ségrégation interfaciale de solutés aux interfaces constitue l'un des mécanismes de vieillissement des aciers. Il désigne le regroupement, par diffusion à l'état solide, d'atomes de solutés dans les joints de grains d'un matériau. Les aciers de cuve sont sujets à la ségrégation intergranulaire du phosphore. Cet élément est présent dans les aciers de cuve, à l'état de traces, à hauteur de seulement 80 ppm massiques, mais les facteurs d'enrichissement intergranulaire peuvent être supérieurs à 1000, ce qui conduit à des concentrations locales dans le joint pouvant excéder 10%. De tels niveau de ségrégation affectent significativement la cohésion métallique locale et abaissent la contrainte critique de rupture fragile, ce qui induit une augmentation de la température de transition ductile-fragile (TTDF).

Un rôle néfaste du nickel dans la fragilité intergranulaire des aciers faiblement alliés est suspecté, depuis qu'a été observée, sur des joints soudés, une corrélation entre enrichissement intergranulaire en nickel et température de transition ductile-fragile. On ne sait pas actuellement si le nickel à un effet fragilisant intrinsèque, ou s'il intervient de manière plus indirecte, soit en favorisant la ségrégation du phosphore, soit en exacerbant, à niveau de ségrégation constant, le pouvoir fragilisant du phosphore. On ignore par ailleurs si l'influence du nickel observée sur des joints soudés est généralisable à d'autres microstructures. L'objectif de ce post-doc est donc de clarifier le rôle du nickel dans la fragilisation intergranulaire. Le travail s'appuiera en partie sur des alliages modèles simplifiés ternaires (Fe-Ni-P) et sur des alliages de composition proche de celle du matériau d'intérêt industriel, dans lesquels on fera varier à dessein la teneur en nickel et/ou en phosphore. La ségrégation intergranulaire du phosphore et du nickel sera caractérisée, après vieillissements à différentes températures, par spectroscopie Auger sur fracture, STEM-EDX (Scanning Transmission Electron Microscopy - Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) et, éventuellement, sonde atomique tomographique.