Julien Hofmann rejoint l’équipe de recherche de la Chaire Hydro’Like pour effectuer sa thèse sur « la caractérisation et la modélisation de l’endommagement des matériaux par la cavitation » aux laboratoires SIMaP et LEGI. L’objectif est de mieux comprendre les mécanismes qui conduisent à l’arrachement de matière dans les machines hydrauliques et de mieux sélectionner les matériaux.
Diplômé en 2020 de Polytech Grenoble en spécialité matériaux, Julien Hofmann s’engage dans la Chaire Hydro’like pour la réalisation de sa thèse au SIMaP et au LEGI qui a débutée en décembre 2020. La Chaire Hydro’like, portée par la Fondation Grenoble INP grâce au mécénat de General Electric, mène plusieurs projets de recherche avec le support de plusieurs laboratoires de Grenoble INP. Nous lui souhaitons la bienvenue !
Une thèse pour se spécialiser et obtenir un diplôme international en lien avec l’industrie
A l’occasion de son projet de fin d’études chez Vulkam consistant au développement de nouvelles nuances d’alliages métalliques amorphes (AMA) destinées au marché biomédical, Julien a découvert le laboratoire SIMaP. Fort de cette expérience enrichissante, il a commencé à rechercher une thèse afin de se spécialiser en mécanique des matériaux et d’obtenir un diplôme international en lien avec l’industrie.
La Chaire Hydro’Like entre dans un pôle d’excellence, avec une forte présence dans les laboratoires et en relation avec General Electric. L’objectif final est l’amélioration des performances des turbines destinées aux barrages hydroélectriques.
Comprendre la propagation des fissures dans les aciers inoxydables utilisés
Les travaux de recherche de Julien vont permettre de comprendre comment s’amorcent et se propagent les fissures dans deux nuances d’aciers inoxydables utilisés pour la fabrication de turbines : X3CrNiMo13-4 et X4CrNiMo16-5-1. In fine, la compréhension des mécanismes d’endommagement permettront de mieux sélectionner les matériaux en fonctions des conditions de sollicitation.
Afin de soumettre les matériaux à la cavitation, deux dispositifs expérimentaux seront utilisés :
- Un tunnel hydrodynamique, appelé veine PREVERO, présent au laboratoire LEGI. Cet équipement permet de solliciter les matériaux avec une vitesse d’écoulement de l’eau pouvant aller jusqu’à 90 m/s.
- Un générateur d’ondes ultrasonores, appelé ‘’sonotrode’’. Cet équipement portable permet de réaliser des essais de cavitation de manière fine dans un réservoir. La vitesse d’écoulement est alors nulle.
A la suite des essais de cavitation, les matériaux seront caractérisés de deux manières :
- Pour la caractérisation de surface, on utilisera le MEB (Microscope Electronique à Balayage) pour observer la topographie, les différentes phases du matériau et les faciès de rupture. La microscopie à force atomique et la profilomtrie seront également utilisées pour étudier l’endommagement de surface des échantillons.
- Pour la caractérisation en volume, c’est-à-dire à l’intérieur du matériau, la tomographie à rayons X sera utilisée. Cette technique permettra de suivre l’apparition et l’évolution des fissures en 3 dimensions. Ce type d’observation nécessite la conception d’un dispositif expérimental unique dans lequel la sonotrode est montée sur le tomographe du laboratoire SIMaP. Ces essais ‘’in situ’’ seront réalisés, dans un second temps, à l’ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) permettant ainsi d’améliorer la résolution et de réduire le temps d’acquisition.
Un environnement stimulant
La Chaire Hydro’Like est un environnement stimulant. Pour Julien, c’est l’opportunité d’expérimenter de nombreux travaux de recherche, de bénéficier d’équipements de pointe et de réfléchir à des enjeux industriels. Il s’agit également « d’apporter sa pierre à l’édifice » en contribuant d’une part à des problématiques industrielles et d’autre part de produire de la connaissance sur le sujet académique. Bien qu’il ait débuté par le développement de matériaux, il se concentre aujourd’hui sur la compréhension des mécanismes qui permettent indirectement de réduire les dommages et mieux sélectionner les matériaux.
Sans compter que cette problématique de cavitation touche également d’autres domaines comme les transports maritimes, la défense mais également l’industrie automobile et la médecine, autant de possibilités pour construire le projet professionnel de Julien.
