Le Laboratoire d'Analyse de la MIgration des Radioéléments (LAMIR) au sein de l'Institut de REcherche sur les Systèmes Nucléaires (IRESNE) du CEA Cadarache a développé un ensemble de méthodes de mesure pour caractériser le relâchement des produits de fission hors du combustible nucléaire lors d'un transitoire thermique. Pour ces transitoires, il est important de simuler les sollicitations mécaniques associées aux variations de température qui peuvent générer la fracturation des échantillons de combustible testés. Dans cette thèse on s'intéresse à la modélisation de transitoires de puissance accidentels hypothétiques très rapides. L'objectif de la thèse sera de mettre en œuvre une nouvelle modélisation basée sur la thermodynamique des processus irréversibles (TPI).
La première partie de la thèse consistera à conforter l'écriture du couplage thermomécanique en TPI, qui a été proposée dans notre laboratoire (https://www.mdpi.com/2813-4648/3/4/33). Il s'agira là d'une approche essentiellement analytique pour mettre en place les ordres de grandeurs des différents mécanismes mis en jeu. La seconde partie consistera à appliquer ce formalisme à des résultats expérimentaux obtenus lors d'expériences de chauffage rapide avec des faisceaux laser. Une des difficultés de la simulation numérique avec la TPI consiste à calculer simultanément les champs de température et de contrainte , et non plus successivement comme c'est le cas dans les modélisations actuelles. On commencera par une programmation 1D (sous python ou autre)que l'on améliorera au fur et à mesure. La comparaison des résultats obtenus par TPI et par la modélisation actuelle permettra d'identifier les situations où il est nécessaire de prendre en compte les couplages spécifiques à la TPI pour avoir une prédiction de bonne qualité.
Le thésard bénéficiera du soutien d'experts en thermodynamique, en mécanique et en programmation. Ses travaux donneront lieu à des publications scientifiques présentées à des conférences. De part la diversité des domaines concernés, ce sujet de thèse est une bonne ouverture pour un futur professionnel tant dans l'industrie que dans la recherche académique.