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Entité de rattachement
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• La conscience des responsabilités
• La coopération
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Référence
SL-DES-24-0218
Description du sujet de thèse
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Effet de la radiolyse de l’eau sur le flux d’absorption d’hydrogène par les aciers inoxydables austénitiques du coeur des réacteurs nucléaires
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Dans les réacteurs nucléaires actuels, les éléments constitutifs du cœur sont exposés à la fois au milieu primaire, de l’eau pressurisée sous 150 bar et 300 °C environ, et à un flux neutronique, paramètres qui affectent la durabilité des matériaux, donc la sureté des exploitations. Les aciers inoxydables du cœur, entre autres, subissent des dommages dus au bombardement neutronique, à la corrosion et à la combinaison des deux : la réactivité du milieu est modifiée lorsque celui-ci se radiolyse, impactant les mécanismes et cinétiques de corrosion, et a priori d’entrée d’hydrogène dans les matériaux. Ce dernier point, non encore exploré sous conditions de radiolyse, peut s’avérer problématique car l’hydrogène diffusant rapidement dans les aciers à ces températures, peut conduire à la modification (et la dégradation) des propriétés mécaniques de l’acier et induire une fissuration de la pièce.
Cette thèse sera centrée sur l’étude de l’impact des phénomènes de radiolyse sur les mécanismes de corrosion et de prise d’hydrogène (en termes de concentration de surface et de flux) d’un acier inoxydable exposé au milieu primaire sous irradiation. L’hydrogène sera tracé par le deutérium, et l’irradiation neutronique simulée par irradiation électronique. Pour cela, une cellule de radiolyse existante devra être adaptée/reconfigurée pour permettre de mesurer in situ le flux de perméation de deutérium (via un spectromètre de masse) à travers une membrane d’acier inoxydable exposée au milieu en conditions de radiolyse. La distribution de l’hydrogène dans le matériau, ainsi que la nature des couches d’oxydes formées, seront analysées finement à l’aide des techniques de pointe disponibles au CEA et dans les laboratoires partenaires. Le(a) doctorant(e) devra, in fine, identifier les mécanismes en jeu (corrosion et entrée d’hydrogène), en estimer les cinétiques et proposer un modèle permettant de simuler l’évolution du flux d’hydrogène dans l’acier fonction de l’activité de la radiolyse.
Cette thèse étant fortement pluridisciplinaire, le(a) doctorant(e) sera amené(e) à collaborer avec de nombreuses équipes de renommée internationale du CEA et d’autres instituts de recherche pour mener à bien ses expériences et ses analyses. Les compétences ainsi acquises pourront facilement être valorisées lors de la suite de sa carrière dans le monde industriel (y compris hors nucléaire) ou académique.
Université / école doctorale
Energie - Matériaux - Sciences de la Terre et de l’Univers (EMSTU)
Orléans
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
Ingénieur et/ou Master 2 // Matériaux, Métallurgie, Corrosion, Chimie
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2024
Personne à contacter par le candidat
MARTIN Frantz frantz.martin@cea.fr
CEA
DES/DRMP/S2CM/LECA
CEA de Saclay
DEN/ISAS/DRMP/S2CM/LECA
Bat. 458, p. 119
91191 Gif sur Yvette cedex
01 69 08 48 86
Tuteur / Responsable de thèse
BARTHE Marie-France marie-france.barthe@cnrs-orleans.fr
CEMHTI-CNRS
CNRS UPR3079
Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation
Site Cyclotron
3A rue de la Férolerie
45071 Orléans cedex 2
+33 (0) 238 25 54 29
En savoir plus
https://www.researchgate.net/profile/Frantz-Martin