Actuellement, le CEA mène des études de R&D afin d’évaluer les potentialités des procédés de Fabrication Additive (FA) par dépôt de fil (WAAM et WLAM) pour l’acier 316L, matériau qui entre dans la fabrication de très nombreux composants. Ces procédés sont proches des techniques de soudage actuellement en usage pour la fabrication et la réparation de pièces pour le nucléaire. Des microstructures présentant une forte texture cristallographique sont souvent obtenues après soudage ou fabrication additive, conduisant à des comportements mécaniques fortement anisotropes, et la prévision de ces microstructures est aussi un élément clé pour fiabiliser les contrôles non destructifs des pièces ainsi fabriquées.

L’objectif de la thèse, qui s’appuiera sur une démarche couplée expérimentation/simulation, est de mieux comprendre les principaux phénomènes physiques intervenant lors de la solidification, en particulier la croissance des grains.

Pour cela, une démarche originale de caractérisation de ces phénomènes sera conduite sur la base d’un essai innovant et instrumenté dans le but de bénéficier d’une vision quasi-3D haute résolution de la zone fondue au cours de la solidification. Les résultats issus de l’approche expérimentale viendront enrichir les modèles physiques de solidification, déjà implémentés dans une modélisation 3D CA-FE (Cellular Automaton-Finite Element), couplant une approche par Automates Cellulaires (CA) et une modélisation (FE) thermique ou multiphysique du bain fondu (FE), pour simuler les microstructures de solidification issues des procédés de fabrication additive et de soudage.