18/01/2018 - Post Doc DEN/DANS/DPC/SEARS/LISL, CEA SACLAY

 

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Sujet de post-doctorat au Laboratoire d’Ingénierie des Surfaces et Lasers,
DEN/DANS/DPC/SEARS/LISL, CEA Saclay:


"Radiométrie active laser à détection synchrone pour caractérisation des matériaux pour nucléaire".
(18 mois, début est en février-mars 2018)

La Fabrication Additive, et particulièrement la Fusion Laser sur Lit de Poudre métallique (SLM), a atteint une certaine maturité industrielle. Cependant, le contrôle du procédé reste un axe de développement critique pour la maitrise de la fabrication, d’autant plus qu’il n’existe pas encore de dispositif intégré sur les machines permettant la détection des défauts internes (porosités ou manques de fusion). Ainsi, il est proposé d’étudier la possibilité de la mise en oeuvre à l’échelle démonstrateur un capteur basé sur le principe de la radiométrie active laser par détection synchrone pour l’identification couche par couche des défauts qui pourraient apparaitre au cours de la fabrication.

La méthode Radiométrie Active Laser à Détection Synchrone a été développée au DPC/SEARS/LISL (2 thèses, 7 publications et 3 brevets). Le principe du dispositif est d’éclairer une zone d’un matériau à analyser avec un laser. Contrairement à la méthode connue de thermographie, ici la source laser est modulée en amplitude. La détection par un capteur thermique (un pyromètre infra-rouge dans le cas du dispositif initial) est synchronisée avec l’émission lumineuse. En faisant varier la fréquence de modulation, on peut réaliser une mesure d’amplitude mais aussi de déphasage de la réponse thermique. Cette information supplémentaire permet de discriminer de manière robuste certains défauts du matériau situés sous la surface de la zone analysée. Les travaux de recherche précédents ont permis de proposer des résolutions analytiques de la réponse du matériau soumis à ce dispositif par étude des équations de la chaleur sous certaines approximations. Ainsi, la mesure de défauts particuliers peut être détectée en ligne par un calcul extrêmement rapide.

Le principe du dispositif a été validé pour quelques cas simples de défauts avec une instrumentation simple de laboratoire. Actuellement, la mesure se fait fréquence par fréquence et point par point, ce qui reste trop long du point de vue applicatif. Il est donc nécessaire d’étudier la possibilité de réaliser une mesure linéaire ou surfacique afin de permettre, à terme, l’intégration de ce type de capteur pour des mesures en ligne sur des machines de fusion sur lit de poudre ou d’autres applications.

Dans ce cadre, le DPC/SEARS/ LISL propose une période post-doctorale de 18 mois pendant laquelle le chercheur participera à cette étude au coeur de l’équipe projet, en contact avec des ingénieurs-chercheurs spécialistes de l’interaction laser-matière, procédés, mesures/capteurs, traitement du signal et automatique. L’étude consiste à analyser le capteur existant vis-à-vis de la détection des défauts recherchés, puis d’étendre les capacités des mesures sur une ligne ou une surface par utilisation d’une caméra infra-rouge, d’étudier les possibilités d’acquisition et de traitement rapide des données, par mise en oeuvre des modèles issus des travaux antérieurs et leur possible extension. Des essais sur des pièces tests fabriquées par SLM permettront d’évaluer les capacités du capteur dans sa configuration augmentée.

Le candidat recherché devra posséder de solides compétences, en physique, mesure physique, instrumentation, ainsi que de bonnes connaissances en traitement d’images et des signaux (pratiques de logiciels tels que MATLAB, LabView et langages de programmation scientifique). Des connaissances en automatique (identification des systèmes) serait un plus. Il aura le goût de l’expérimentation et sera en charge de l’installation.
Date de début du post-doc : Dès que possible, après sélection du candidat et validation de l’ensemble des formalités administratives par le CEA.

Contacts:
Hicham Mascrot
CEA Paris-Saclay
DEN/DANS/DPC/SEARS/LISL,
Chef du LISL
Tel : 06.71.96.43.66
hicham.maskrot@cea.fr

Alexandre Semerok
CEA Paris-Saclay
DEN/DANS/DPC/SEARS/LISL
Tel : 01.69.08.65.56
alexandre.semerok@cea.fr
Pascal Aubry
CEA Paris-Saclay
DEN/DANS/DPC/SEARS/LISL
Tel : 06.62.60.20.29
pascal.aubry@cea.fr


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