Thèse IRCER, Limoges, Conception Microstructurelle des Céramiques

La thèse s'inscrit dans le projet THEFRAMIC qui est un projet multipartenaire impliquant des laboratoires de recherche et des industriels, visant à optimiser la conception des microstructures des céramiques. Face aux enjeux d'efficacité énergétique et de réduction des émissions de CO2, THEFRAMIC propose une approche innovante combinant caractérisation avancée et modélisation prédictive pour développer une nouvelle génération de matériaux réfractaires dans des secteurs tels que l'acier, le ciment ou l'aéronautique. Les matériaux multiphasés magnésie/spinelle et magnésie/hercynite présentent des caractéristiques uniques dues à des interfaces matrice/granulats complexes. En effet, le rôle de la microfissuration multi-échelle contrôlée dans la microstructure est intéressant dans l'objectif d'améliorer la résistance aux chocs thermiques. THEFRAMIC s'appuie sur des thématiques de recherche complémentaires : caractérisations fines par diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD), caractérisation in situ à haute température (techniques avancées de diffraction des rayons X synchrotron et de corrélation d'images numériques), caractérisation macroscopique des propriétés thermomécaniques et modélisation multi-échelle intégrant des simulations par éléments discrets combinées à des algorithmes d'intelligence artificielle pour prédire la durée de vie des matériaux réfractaires en conditions de service. THEFRAMIC est étroitement lié au projet ANR franco-autrichien NanOX-ML, pour l'évolution des nanostructures dans les matériaux oxydes à haute température étudiée par diffusion avancée des rayons X et analyse de données basée sur l'apprentissage automatique. Il offre une opportunité unique de travailler en milieu académique et industriel.

Les objectifs de cette thèse sont de comprendre, dans le cas des matériaux céramiques réfractaires, dans quelle mesure la résistance aux chocs thermiques peut être optimisée par la microstructure. Les défauts structuraux (dislocations, maclages, microfissures, etc.) associés aux processus de transition de phase et à l'anisotropie de dilatation thermique lors de leur fabrication seront identifiés à partir d'observations réalisées par microscopie électronique et analyses EBSD. Leur impact sur le comportement à la fissuration sera étudié à l'aide des champs de microdéformations obtenus lors d'essais mécaniques en microscopie électronique à balayage.