Micro-Machine en cellule à enclumes de diamant

Sujet de stage
« Micro-Machine en cellule à enclumes de diamant »
La modélisation de systèmes en sollicitations extrêmes (comme le centre de la terre, dont la pression
dépasse trois millions d'atmosphères) butte sur notre manque de connaissances sur leurs
caractéristiques mécaniques telles que la limite élastique, le comportement plastique, etc. dans ces
conditions.
Un dispositif élégant, la cellule à enclumes de diamant, permet d'atteindre ces pressions extrêmes,
mais pour des volumes d'échantillons très petits (de l'ordre de 10 microns), ce qui a empêché jusqu'à
présent toute mesure fine du comportement mécanique. Récemment, de nouvelles techniques de
manipulation, caractérisation, usinage et soudure à l'échelle nanométrique et micrométrique sont
apparues : usinage laser femtoseconde, microscopes électroniques à balayage équipés d'un dispositif
Focused Ion Beam. Nous souhaitons les utiliser pour concevoir, pour la première fois, des « micromachines de traction » dans une cellule à enclumes de diamants, afin de réaliser des tests mécaniques
fins sous très haute pression.
Une partie du stage sera théorique et consistera à dimensionner l'échantillon en utilisant un logiciel
d'éléments finis. Une autre partie sera expérimentale et consistera à tester le dispositif : essais de
collage nanométrique, mesures d'élongation, de rupture, caractérisation post-mortem de l'échantillon au
microscope électronique.
Le stagiaire rejoindra une équipe pluridisciplinaire d'expérimentateurs des hautes pressions et de
spécialistes du comportement mécanique en conditions extrêmes. Un goût pour les développements
expérimentaux est souhaitable. Ce stage se déroule au centre CEA de Bruyères le Châtel, accessible
depuis Paris et la banlieue par des bus affrétés par le CEA.
Représentation d’une cellule à enclumes de
diamant : la chambre à haute pression est située
dans une cavité formée de deux diamants épointés
et d’une plaque de rhénium trouée.
Contacts : Agnes Dewaele ([email protected]), Christophe Denoual ([email protected])
Tél. 01 69 26 73 55
Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives
DAM/DiF l 91297 Arpajon Cedex
F. +33 (0)1 69 26 40 00
[email protected]
Etablissement public à caractère industriel et commercial
Direction des Applications Militaires
Département de Physique Théorique et Appliquée
Service Physique de la Matière Condensée