Internship – R&D Engineer -Bains de traitement de surface de l’aluminium pour le marché auto – H/F

C-TEC RECRUTE  

STAGE – Ingénieur R&D F/H/X

Constellium est un leader mondial du développement et de la fabrication de produits et de solutions en aluminium à haute valeur ajoutée pour un large éventail de marchés et d’applications, se concentrant en particulier sur l’aérospatiale, l’automobile et l’emballage. Constellium, c’est également près de 12 000 employés dans le monde.

Nous nous engageons à minimiser l’impact de nos opérations sur l’environnement et à améliorer l’empreinte du cycle de vie de l’aluminium tout au long de la chaîne de valeur. Dans notre entreprise, la sécurité est primordiale, c’est une de nos valeurs fondamentales sans compromis. Notre Centre de Recherches et de Technologie, C-TEC Constellium Technology Center, basé à Grenoble (Voreppe – 38), emploie environ 240 personnes.

En rejoignant notre entreprise, vous découvrirez une entreprise multiculturelle (plus que 20 nationalités) qui s’engage pour la diversité et le bien-être de ses collaborateurs.

TITRE DU PROJET : Spéciation dans les bains de traitement de surface de l’aluminium pour le marché automobile.

Nous proposons un stage dans le domaine des traitements de surface appliqués aux tôles pour le marché Automobile.

Pour cette application, les alliages d’aluminium sont laminés en tôles fines (~1mm d’épaisseur) puis différents traitements de surface sont réalisés pour rendre les surfaces compatibles avec la mise en peinture et les conditions d’usage (résistance à la corrosion). Les grandes étapes de ces traitements de surface sont : dégraissage, décapage, conversion, séchage, huilage. Les tôles sont ensuite mises en forme (emboutissage, découpe) chez les fabricants de véhicules automobiles.

Dans le but d’améliorer l’efficacité des lignes de production, Constellium fait évoluer les traitements de surface et recherche l’optimum technico-économique, incluant la qualité, la productivité, la consommation énergétique et de produits chimiques, la nature et quantités de déchets ou effluents, et leur cout de traitement.

Pour contribuer à cette optimisation, le stage sera focalisé sur la compréhension des équilibres thermodynamiques des espèces en solution (spéciation/complexation en solution et les équilibres solutés/solides) dans les bains de décapage (attaque sulfo-fluorhydrique) et de conversion (dépôt couche mince Ti-Zr), et les solutions de traitement des effluents de ces bains (neutralisation et abattement des fluorures).

L’objectif est de décrire la spéciation et décrire les conditions dans lesquelles la précipitation de solides peut apparaitre. Ces résultats de calcul seront comparés à des résultats expérimentaux (échelles laboratoire et données usine), et pourront conduire à des recommandations d’optimisation du procédé auprès des usines.

La méthodologie proposée est la suivante, elle pourra être enrichie au cours du stage :

• Prendre en main l’outil de simulation thermodynamique CHESS (résolution des équilibres gaz-solutés-solides ; ARMINES – Centre des Géosciences, Mines Paris, PSL University, France)
• Réaliser une étude bibliographique sur la chimie des bains de décapage sulfo-fluorhydrique, de conversion de type Ti-Zr, et de traitement des effluents. Le but est d’enrichir la base de données décrivant les différentes espèces en solution et les solides pouvant précipiter.
• Simuler les équilibres en solutions, en se basant sur les conditions opérationnelles en usine. Le but est de décrire ces équilibres, et de définir les conditions limites de précipitation.
• Définir un plan d’expériences à l’échelle laboratoire permettant de valider ces conditions limites de précipitation. Des expériences seront réalisées par le laboratoire en support du stage (la manipulation des produits concentrés en fluor n’est pas autorisée aux stagiaires, cf. Code du travail). Le but est de comparer simulations et expériences, et d’en tirer des recommandations opérationnelles.

Le stage aura lieu dans l’équipe « ACS » spécialisée en chimie analytique, traitements de surface et durabilité des alliages d’aluminium (25p). Plus particulièrement, le stage sera réalisé en collaboration avec 2 ingénieurs spécialistes des traitements pour l’automobile et les techniciens en charge de la réalisation des expériences et mesures analytiques. Le stagiaire pourra utiliser les différents moyens analytiques et de caractérisation disponibles sur le site ou en sous-traitance pour la partie expérimentale.

Ce travail sur les liens entre simulation thermodynamique et chimie des procédés opérationnels est l’occasion de progresser significativement sur des aspects méconnus de la chimie de nos procédés. Les résultats pourront avoir un impact direct sur l’optimum du procédé à l’échelle industrielle (fenêtre de fonctionnement, couts, rejets).

Références indicatives :

• The Aqueous Chemistry of Zirconium as a Basis for Better Understanding the Formation of Zirconium Conversion Coatings: Updated Thermodynamic Data
• Fluoride removal by Al, Ti, and Fe hydroxides and coexisting ion effect
• Treatment of spent pot-lining for recovery of fluoride values

Profil :

Niveau d’études cible : Bac+ 5, fin d’étude Ingénieur ou Master II

Formation : Chimie, Génie chimique, chimie des procédés

Compétences et aptitudes requises :

• Connaissance des notions : chimie en solution, équilibres thermodynamiques gaz-solutés-solides, chimie des surfaces métalliques, plan d’essai, analyse paramétrique
• Bonne aptitude à : l’utilisation des outils informatiques ; Excel, Python, outils de visualisation graphique, outil de simulation thermodynamique
• Attrait pour : le travail théorique et l’analyse bibliographique, la simulation thermodynamique et la comparaison avec des résultats expérimentaux
• Capacité à : définir un plan d’essai numérique, interpréter, synthétiser des résultats, prendre du recul et questionner la justesse ou représentativité des paramètres et des tendances par rapport à des observations expérimentales.
• Savoir-être : curiosité, rigueur et autonomie, communication