Metallurgy, microStructure, Rheology – MSR

    MSR team works on microstructure evolutions induced by thermomechanical processing of metallic materials.

    The research mainly focusses on the :

    • description of active physical mechanisms and their kinetics as a function of thermomechanical parameters at the mesoscopic scale,
    • formulation of physical models describing plastic deformation, recrystallization, grain growth, phase transformations and their couplings,
    • implementation of these models in predictive tools for the simulation of microstructural evolutions. This domain implies the development of new numerical methods (HPC in computational metallurgy and mechanics, meshing/remeshing tools, front-tracking and front-capturing description of polycrystalline materials) for high-fidelity simulations but also the development of multiscale modeling strategies and the development of surrogate models through machine learning strategies (e.g. in RealIMotion ANR industrial chair).
    • The development of scientific calculation and simulation libraries: Cimlib, DIGIMU, Fitz (mesher/remesher), MPCP (crystalline plasticity), ToRealMotion (TRM), MDivide, DYNAMIX (mean field).

    The originality of the developed approach lies in the combination of complementary skills and approaches : experimental physical metallurgy, mechanical metallurgy, modeling and numerical simulation to address complex cases close to industrial operations. In addition, fondamental research aiming to understand physical mehcanisms and to developp numerical tools to models them is assessed. These works are realized through close collaboration between experimental and numerical analyses.

    The MSR team also manages and develops experimental plateforms : thermomechanical tests and heat treatment of metallic materials, metallography and electron microscopy.

    Slide 1
    3D full field simulation of microstructural evolutions

    Grain growth phenomenon during thermal treatment of a nickel-based superalloy (Inconel 718) in presence of second phase particles. This numerical simulation comes from PhD thesis work of Benjamin Sholtes, former PhD student in the MSR team (2014-2017).

    Slide 3
    Tracking of microstructure evolutions during thermal treatments thanks to a in-situ heating stage

    Orientation maps resulting from EBSD analyses performed after successive thermal treatments on an aluminum alloy. These tests were carried out in the frame of the PhD thesis work of Saoussen OUHIBA, PhD student in the MSR team.

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    Permanent Members

    Marc BERNACKI
    Head
    Charbel MOUSSA
    Researcher
    Alexis NICOLAY
    Engineer
    Baptiste FLIPON
    Engineer
    Madeleine BIGNON
    Researcher
    Oriane SENNINGER
    Researcher
    Karim INAL
    Researcher
    Daniel PINO MUNOZ
    Researcher
    Malik DURAND
    Engineer
    Cyrille COLLIN
    Technician

    Ongoing Thesis

    • Lahcen ABARAY : Modélisation de la recristallisation dynamique continue (CDRX). Spécialité MNM, Promotion 2023
    • Mekki GADDACHA : Propagation de fissures en 3D dans une interface CMO/CMO à l’échelle mésoscopique. Spécialité MNM, Promotion 2023
    • Tianchi LI : Nouvelles perspectives dans la description de la mobilité réduite pour la modélisation de la croissance des grains et de la recristallisation à l’échelle polycristalline. Spécialité MathNum, Promotion 2023
    • Fernando PASCUAL GOCE : Evolution de la microstructure au cours du forgeage de l’alliage VDM® 780 : modélisation de champ moyen de la recristallisation subsolvus et effet de la composition chimique sur la cinétique. Spécialité MNM, Promotion 2023
    • Ladji Bafétégué OUATTARA : Circuit bio-sourcé imprimé par des nouvelles méthodes d’électro-impression. Spécialité MNM, Promotion 2023
    • Corentin STRADY : Mécanismes et cinétique de croissance de grains dans un superalliage base nickel élaboré par métallurgie des poudres pour disques de turbines de nouvelle génération. Spécialité MNM, Promotion 2023
    • Pungponghavoan TEP : IA et jumeau numérique en métallurgie – Modélisation de suivi de réseaux de joints de grains en évolution. Spécialité MathNum, Promotion 2023
    • Eliane YOUNES : Intelligence Artificielle et jumeaux numériques en métallurgie – Modélisation de suivi frontal des réseaux d’interface en évolution. Spécialité MathNum, Promotion 2023 + équipe CFL
    • Pauline HAHN : Evolutions métallurgiques des alliages Zr-Nb lors des procédés de déformation à chaud : compréhension des mécanismes et simulations. Spécialité MNM, Promotion 2022
    • Théo HUYGHE : Impact du laminage circulaire sur la microstructure des disques de turbines de nouvelle génération. Spécialité MNM, Promotion 2022
    • Federico ORLACCHIO : Prédiction des évolutions de microstructure des alliages gamma/gamma’ au cours de la mise en forme de disques de turbine de moteurs de nouvelle génération. Spécialité MNM, Promotion 2021
    • Antonio POTENCIANO CARPINTERO : Croissance de grains hétérogène dans le superalliage base fer 286. Spécialité MNM, Promotion 2021
    • Adrien TALATIZI : Simulation de propagation d’ondes dans des milieux hautement hétérogènes. Spécialité MathNum, Promotion 2021
    • Franco JAIME : Microstructure of nickel-based superalloys: Experimental analysis and 3D numerical simulation. Spécialité MNM, Promotion 2020