Stage en fatigue de matériaux et fabrication additive

La Fabrication Additive (FA) est un nouveau procédé qui présente un fort potentiel pour optimiser la maintenance des trains réalisée dans les Technicentres de Maintenance SNCF. Ce procédé offre par exemple la possibilité de fabriquer des petites séries à la demande et ainsi de réduire les coûts, il permet aussi de valider rapidement des modernisations de pièces avec des prototypes et ainsi de réduire les délais d'immobilisation, ou encore de fabriquer des outillages spécifiques, etc.

L'utilisation de matériaux obtenus selon ce procédé pose la question de leur résistance, en particulier vis-à-vis du phénomène de fatigue, qui représente près de 80 % des avaries dans l'industrie.

L'Agence d'Essai Ferroviaire (AEF) de SNCF, située proche de Paris, est un laboratoire scientifique et technique qui réalise des essais et des expertises sur les trains, sur leurs composants et sur les matériaux utilisés dans le but d'assister les Technicentres de Maintenance.

À ce titre, l'une des missions de l'AEF est d'évaluer la résistance à la fatigue de matériaux obtenus par FA et de mieux connaître leur mode d'endommagement par fatigue pour in fine éviter toute défaillance en service.

Dans ce contexte, ce stage a pour objectif d'identifier et d'analyser les liens entre microstructure et endommagement par fatigue dans des matériaux obtenus par FA. Trois matériaux métalliques différents seront étudiés.

Vos missions seront plus précisément :

• faire une étude bibliographique (fondée sur des rapports d'essais de l'AEF, des articles scientifiques, des thèses, etc) visant à :

- obtenir des informations sur le mode d'endommagement par fatigue dans les matériaux obtenus par fabrication additive, et plus précisément sur les amorçages des fissures,

- confronter les techniques expérimentales et les résultats d'essais de fatigue de l'AEF (limites d'endurance) à ceux de la littérature,

- proposer des axes de travail pour répondre à l'objectif du stage,

• caractériser la microstructure des matériaux (constituants, textures, défauts, etc) et leurs propriétés mécaniques (module de Young, anisotropie),

• examiner les faciès de rupture des éprouvettes utilisées pour la réalisation des essais de fatigue à l'AEF (par microscopie électronique à balayage),

• participer à la réalisation d'essais de fatigue complémentaires à l'AEF (avec machines servo-hydrauliques),

· analyser l'ensemble des informations obtenues pour identifier les liens entre amorçage de fissures de fatigue, propagation et microstructure,

· rédiger des rapports de synthèse et préparer des présentations pour montrer l'avancée des travaux.

Mots clés : Matériaux, Microstructure, Mécanique, Fabrication Additive, Procédé de Fabrication, Fatigue des Matériaux, Amorçage et Propagation de Fissures, Microscopie, Fractographie, Techniques expérimentales, Essais Mécaniques.

Les missions se dérouleront à l'Agence d'Essai Ferroviaire (21, avenue du Président Allende, 94407 Vitry-sur-Seine). Des déplacements très ponctuels pourront être réalisés.