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Synthèse et propriétés de monocristaux, de poudres, films minces ou hétérostructures

Etudes à l'interface avec la matière biologique

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Soutenance HDR - Jean-Marc DEDULLE - Modélisation numérique de phénomènes physiques couplés

Publié le 23 septembre 2013
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Soutenance 24 octobre 2013
à 14h30, Amphi M001 - RDC - Grenoble INP - Phelma Minatec

Mots clés : Phénomènes physiques couplés, Modélisation numérique, Croissance en phase vapeur (PVT), Croissance en solution (TSSG)

Jean-Marc DEDULLE,
Associate Professor Grenoble-INP / LMGP

Modélisation numérique de phénomènes physiques couplés. Aide à la compréhension et à l'optimisation dans le domaine des matériaux et procédés

Résumé

La conception assistée par ordinateur basée sur la modélisation numérique des phénomènes physiques, se révèle être un outil efficace pour la mise au point et l'optimisation des procédés dans le domaine de l'élaboration de matériaux. Cependant l'expérimentation reste un passage obligé d'une part pour la détermination des caractéristiques des matériaux, dont la connaissance est indispensable pour la modélisation et d'autre part pour la validation a posteriori des modèles numériques mis en place. C'est pour cette raison qu'au sein des groupes de recherche et équipes de recherche technologique (ERT) auxquels j'ai participé (LMGP groupe SPCS et SIMAP groupe TOP, ERT SiC et ERT AlN), nous avons toujours mené en parallèle du développement de nouveaux réacteurs, la caractérisation des matériaux mais aussi la modélisation du procédé d'élaboration. 
Dans un premier temps je présenterai l'analyse à effectuer avant toute démarche de modélisation physique et numérique. Une synthèse des fonctionnalités nécessaires à la résolution des problèmes physiques couplés intervenant dans les procédés de croissance cristalline sera proposée. Les différentes étapes nécessaires à l'établissement des modèles physiques concernant les voies de modélisation à l'échelle du réacteur et des méthodes numériques associées seront illustrées par deux exemples de procédés d'élaboration de monocristaux de carbure de silicium (SiC). Le premier exemple est consacré à la modélisation d'un procédé de croissance en phase vapeur par sublimation (Physical Vapor Transport - PVT) et un second à la modélisation d'un procédé de croissance en solution dite TSSG (Top Seeded Solution Growth). Ces deux exemples font clairement apparaître l'aspect pluridisciplinaire de la modélisation numérique dans le domaine du génie des matériaux et des procédés et la nécessité d'une démarche conjointe d'élaboration, de caractérisation et de modélisation au sein d'une équipe elle-même pluridisciplinaire.

Membres du Jury

Anne HENRY, Pr. Univ. Linköpings - IFM (Département de Physique, Biologie et Chimie) - SUEDE    Rapporteur 1
Francis TEYSSANDIER, Dir. Recherche CNRS - LCTS : Lab. des Composites ThermoStructuraux) Pessac - FRANCE    Rapporteur 2
Philippe MASSE, Pr. Grenoble INP - LMGP, Grenoble  - FRANCE    Rapporteur 3
Elisabeth BLANQUET, Dir. Recherche CNRS - SIMAP (Sciences et Ingénierie des MAtériaux et Procédés) Grenoble - FRANCE   
Michel PONS, Dir. Recherche CNRS - SIMAP (Sciences et Ingénierie des MAtériaux et Procédés) Grenoble - FRANCE   
Patrice BRUN, Dr. CEA Marcoule DTCD/SCDV/LDPV - Bagnols-Sur-Cèze - FRANCE
Didier CHAUSSENDE, Chargé de recherche CNRS - LMGP, Grenoble  - FRANCE


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mise à jour le 3 octobre 2013

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