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Référence
SL-DES-24-0201
Description du sujet de thèse
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Fissuration différée par hydruration (DHC) de gaines de combustible nucléaire : expériences, modélisations et simulations numériques des effets de microstructure
Contrat
Thèse
Description de l'offre
La corrosion des gaines de combustible nucléaire par l’eau du circuit primaire lors de leur passage en réacteur conduit à leur hydruration. La fissuration différée par hydruration (DHC) est susceptible d’intervenir ultérieurement, lors de leur entreposage à sec. Cette fissuration nécessite un défaut pré-existant et un historique thermo-mécanique permettant de mettre en œuvre le mécanisme itératif suivant : diffusion d’hydrogène, précipitation d’hydrures en pointe de fissure et rupture de la zone ainsi fragilisée. Au cours d’une thèse précédente réalisée dans le laboratoire d’accueil, une procédure originale couplant expériences et simulations numériques par éléments finis a permis de déterminer la ténacité des gaines de Zircaloy-4 détendu non irradiées en cas de DHC, et de rendre compte de l’effet du chargement mécanique et de la température sur le temps d’incubation et la vitesse de fissuration entre 150 et 250 °C. L’objectif de la présente thèse est d’une part d’appliquer cette procédure à un matériau de gainage plus moderne (le M5 recristallisé) et d’autre part de développer une modélisation à l’échelle fine de la microstructure pouvant rendre compte des effets sur la DHC de la texture (cristallographique et morphologique), de la direction et du plan de propagation, ainsi que de l’irradiation.
Cette thèse constitue pour le candidat l’occasion d’adopter une démarche scientifique pluridisciplinaire alliant métallurgie, mécanique et physico-chimie, en s’appuyant sur des techniques expérimentales et numériques de pointe développées au CEA et à l’Ecole des Mines. Les compétences qu’il sera ainsi amené à acquérir pourront donc être valorisées lors de la suite de sa carrière dans le monde industriel (y compris hors nucléaire) ou académique.
Université / école doctorale
Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Energétique (ISMME)
Ecole des Ponts ParisTech
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2024
Personne à contacter par le candidat
FRANCOIS Pierrick pierrick.francois@cea.fr
CEA
DES/DRMP//LCMI
01 69 08 97 98
Tuteur / Responsable de thèse
BESSON Jacques jacques.besson@mines-paristech.fr
CNRS affecté à l’Ecole des Mines de Paris
Centre des Matériaux UMR 7633
Centre des Matériaux
Mines Paris, Paristech
CNRS UMR 7633
BP 87
F-91003 Evry Cedex, France
01 60 76 30 37
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