Thèse Modélisation Multiphysique de la Corrosion en Milieux Poreux - Approche Multi-Échelles et Validation à Long Terme H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Chimie École doctorale : Sciences Chimiques : Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes Laboratoire de recherche : CEA / S2CM - Service de recherche en Corrosion et Comportement des Matériaux Direction de la thèse : Florence LEQUIEN ORCID 0000000180223615 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-09-21T23:59:59 Dans le cadre de la transition énergétique et de la durabilité des infrastructures, la maîtrise des phénomènes de corrosion représente un enjeu majeur pour des secteurs tels que le transport d'énergie (hydrogène, réseaux enterrés), le nucléaire et le génie civil. De nombreux matériaux utilisés dans ces applications présentent une structure poreuse (bétons, couches d'oxydes, revêtements protecteurs), au sein de laquelle se développent des mécanismes de corrosion complexes. Ces phénomènes impliquent des interactions étroites entre réactions électrochimiques, transport de matière et conditions environnementales (milieux atmosphériques, sols, milieux confinés). À ce jour, la plupart des modèles existants reposent sur des approches simplifiées (milieux homogènes, phénomènes découplés), limitant leur capacité prédictive sur le long terme.
Objectifs de la thèse
Cette thèse a pour objectif de développer une modélisation multiphysique intégrée de la corrosion en milieux poreux, en s'appuyant sur la simulation numérique via COMSOL Multiphysics. Le travail consistera à élaborer un modèle couplé capable de décrire simultanément les phénomènes électrochimiques, tels que les réactions anodiques et cathodiques, les processus de transport, la migration ionique, ainsi que les interactions complexes entre le matériau et son environnement. Une attention particulière sera portée à l'influence de la microstructure poreuse, notamment la taille des pores, leur connectivité et leur distribution, sur la corrosion. L'étude intégrera également l'impact de conditions environnementales variées, telles que les variations d'humidité, la composition chimique du milieu et les cycles transitoires. L'approche développée s'inscrira dans une démarche multi-échelles visant à relier les phénomènes locaux à l'échelle du pore aux propriétés effectives observées à l'échelle macroscopique. Le modèle sera confronté à des données expérimentales et, lorsque pertinent, à des observations issues de systèmes anciens afin d'évaluer sa capacité à prédire l'évolution de la corrosion sur le long terme.
Résultats attendus
Les travaux de thèse devraient aboutir au développement d'un modèle prédictif capable de décrire la corrosion en milieux poreux dans une large variété d'environnements, tout en apportant une meilleure compréhension des mécanismes couplés qui gouvernent la dégradation des matériaux. Ils permettront également de proposer des outils d'aide à l'optimisation des stratégies de protection anticorrosion afin de prolonger la durée de vie des structures, ainsi que de formuler des recommandations pour la conception de matériaux plus durables.
Dans le contexte de la transition énergétique et de la durabilité des infrastructures, la maîtrise des phénomènes de corrosion constitue un enjeu majeur. La prédiction de l'évolution des matériaux en milieux poreux est essentielle pour garantir la sûreté, la fiabilité et la durée de vie des ouvrages dans des secteurs tels que le nucléaire, le stockage d'énergie, les réseaux d'hydrogène ou le génie civil. l'objectif de cette thèse est de développer un modèle multiphysique de la corrosion en milieux poreux sous COMSOL Multiphysics, intégrant les phénomènes électrochimiques, le transport des espèces et les interactions matériau-environnement. Une approche multi-échelles sera mise en oeuvre afin de relier les mécanismes locaux aux propriétés macroscopiques, en prenant en compte l'influence de la microstructure poreuse et des conditions environnementales. Le modèle sera validé par confrontation à des données expérimentales et utilisé pour prédire l'évolution de la corrosion à long terme. Développement d'un modèle multiphysique sous COMSOL Multiphysics couplant les phénomènes électrochimiques, le transport des espèces et les interactions matériau-environnement. Mise en oeuvre d'une approche multi-échelles intégrant la microstructure poreuse, suivie d'une validation par comparaison avec des données expérimentales afin d'évaluer les performances prédictives du modèle à long terme.

Diplômé(e) d'une formation de niveau Master (ou équivalent) en science des matériaux, électrochimie, physico-chimie, génie des procédés, mécanique ou modélisation numérique. Le candidat devra posséder de solides bases en modélisation et en résolution de problèmes multiphysiques. Une première expérience en simulation numérique (COMSOL Multiphysics, éléments finis ou méthodes numériques) ainsi que des connaissances en corrosion, transport des espèces ou électrochimie seront appréciées. Le candidat devra faire preuve d'autonomie, de rigueur, d'esprit d'analyse, de curiosité scientifique et de bonnes capacités de communication, en français comme en anglais.

• COMSOL Multiphysics
• Anglais
• Autonomie
• Éléments finis
• Français
• Esprit d'analyse
• Chimie