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MATS9AI

Modélisation des Matériaux

 

Durée : 21 heures

Crédits : 2 ECTS 

Semestre : S9

Responsable(s) :

Sébastien ALLAIN, Professeur, sebastien.allain@mines-nancy.univ-lorraine.fr 

Mots clés : Simulation numérique, modélisation, microstructures, propriétés

 

Pré requis : diagramme de phase et microstructures, Cristallographie, Mécanique Quantique, Physique du solide

 

Objectif général : Découverte et manipulation des grandes familles d’outils de simulation numérique des matériaux de structure et fonctionnels (microstructures et propriétés)

 

Programmes et contenus :

Ce module vise à faire découvrir l’utilité et la place centrale du numérique pour un ingénieur « Matériaux » du XXIeme siècle. Il couvre en grande partie les 4 grandes catégories de modélisation des matériaux (selon la classification de G. Martin) :
• Modélisation de la liaison chimique
• Modélisation à l’échelle atomique des évènements rapides
• modélisation des cinétiques lentes de vieillissement (transformation de phases)
• Lien entre microstructure et propriétés d’emploi (matériaux de structures ou fonctionnels)
Dans ce domaine, Il est impossible d’être parfaitement exhaustif. Les étudiants seront donc amenés à réaliser des recherches personnelles sur certaines techniques de simulation et devront en présenter un résumé à leurs camarades.
Ce module de S9 constitue donc une mise en application pratique et un approfondissement des connaissances scientifiques acquises en S7-S8 dans le cadre du département. Dans cette mesure, on privilégiera la mise en situation des étudiants et la pratique sur machines (logiciels commerciaux ou de recherche).
Etudes de cas (TD):
• Solidification d’un alliage binaire CuNi (application de la méthode Calphad et gestion des données)
• Simulation des diagrammes TTT et TRC d’aciers spéciaux
• Prévision du comportement mécanique et thermique de Cermets (Quickfield)
• Pratique des éléments finis sur code commercial (Abaqus)
• Simulation numérique ab initio par DFT (Density Functional Theory) : application au Silicium
• Outils industriels de suivi de production

 

Compétences : 

Niveaux

Description et verbes opérationnels

Connaître 

Découvrir les différentes classes de simulations numériques

Comprendre 

Comprendre le fonctionnement des outils numériques, la théorie et principes physiques associés et les grandes phases d’un calcul

Appliquer 

Maîtriser les entrées des simulations numériques et savoir extraire les résultats du calcul

Analyser 

Analyser la fidélité et la justesse d’une approche numérique au regard des données expérimentales

Synthétiser

Définir les avantages et limites d’une technique de simulation (analyse SWOT)

Évaluer

Evaluer la complexité et la pertinence d’une approche en tant qu’un ingénieur
(stratégie Make or Buy)

Évaluations :

  • Test écrit
  • Contrôle continu
  • Oral, soutenance
  • Projet
  • Rapport
  • Aucune étiquette