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2026-38933 - Numerical analysis of fully explicit phase-field models for dynamic fracture of materials H/F

Wed, 08 Apr 2026 22:11:07 Z

Category : Mechanical and thermal
Contract : Internship
Position description :
Understanding material fracture is paramount in the nuclear industry to ensure the structural integrity and long-term safety of critical components. Therefore, accurately simulating the onset of cracks and their propagation is essential. Among several approaches to simulate the fracture of materials, the phase-field approaches have gain popularity in the last years. In recent developments the phase-field approaches have been extended to situations where both the mechanical response and the crack-driving variable evolve dynamically. In such formulations, the mechanical equilibrium is governed by an hyperbolic equations, while the phase-field variable itself can also follow an hyperbolic evolution law that captures inertia or rate-dependent effects in the damage process. Explicit schemes are attractive for dynamic fracture because they naturally accommodate wave propagation and avoid the repeated solution of large nonlinear systems. Yet, they are only conditionally stable, and the admissible time step is usually estimated through CFL-type conditions derived from simplified arguments. Some of our investigations have suggested that phase field equations conditions might be very unfavorable since its associated critical timestep can fall to zero. However, it is still unclear if breaking this condition is prohibitive, since some calculations have been performed by this way [1, 2]. The aim of this internship is to investigate these issues through a numerical study of the coupled hyperbolic system. The student will try to assess if classical stability bounds may become overly conservative or, find a way to overcome these rules if it is not. To do so, the candidate will come on board the Manta project [3], which is the framework of the nextgen finite element software for computational mechanics at CEA, and the “Laboratoire d’Etudes de DYNamique” lab, which hosts some of CEA leading experts in structural dynamics for civil nuclear applications. References [1] David Kamensky, Georgios Moutsanidis, Yuri Bazilevs, Hyperbolic phase field modeling of brittle fracture: Part I—Theory and simulations, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, Volume 121, 2018, Pages 81-98, https://doi.org/10.1016/j.jmps.2018.07.010. [2] Lamia Mersel, Pascal Bouda, Jérémy Germain and Julien Réthoré. Dynamic damage modelling through phase-field approaches: assessment, critical analysis and comparison. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 353 (2025), pp. 687-724. doi : https://doi.org/10.5802/crmeca.297 [3] Olivier Jamond, Nicolas Lelong et al. ‘MANTA‘ : un code HPC généraliste pour la simulation de problèmes complexes en mécanique. In CSMA 2022 15ème Colloque National en Calcul des Structures. https://hal.science/hal-03688160v1

Compétences recherchées: Analyse numérique, mécanique, développement informatique (C++) Formations/écoles cibles: Grande école d'ingénieur, Master2 dans le domaine de la simulation numérique
Location : Gif sur Yvette

2025-37117 - STAGE - Investigation et extension du solveur mécanique HPC RATEL H/F

Wed, 08 Apr 2026 22:11:02 Z

Category : Mechanical and thermal
Contract : Internship
Position description :
Vous serez accueilli·e au sein de l’IRESNE, institut de la DES, où vous intégrerez l’équipe du laboratoire et participerez pleinement à ses activités. Contexte scientifique La modélisation par la méthode des éléments finis des phénomènes thermo-mécaniques a une place centrale dans les simulations d’éléments combustible développées au sein de la plateforme PLEIADES. Cette plateforme se base sur le projet MFront pour implémenter les lois de comportement mécanique d’intérêt [2] Afin de pouvoir mener des simulations plus complexes, en terme de finesse de discrétisation ou de description physique, cette plateforme se tourne vers des solveurs hautes performances, notamment basés sur l’utilisation efficace d’accélérateurs de type cartes graphiques (GPU). L’utilisation des cartes graphiques pour les problèmes de mécanique du solide non-linéaire est cependant encore balbutiante et est un domaine de recherche actif. Le code aux éléments finis RATEL [1], basé sur la librairie libCEED promet des perspectives intéressantes en se basant sur : des méthodes de résolution de système linéaire matrix-free, des éléments finis d’ordre élevés, des implémentations optimisées des lois de comportement mécanique non linéaires relativement simples. Objectifs du stage L’objet de ce stage est: d’éprouver les performances de RATEL sur un ensemble de cas tetst d’intérêt d’intégrer des lois générés dans RATEL des lois générés par MFront et d’en tester les performances, notamment en comparaison des implémentations natives fournes par RATEL. Références [1]Introducing the open-source mfront code generator: Application to mechanical behaviours and material knowledge management within the PLEIADES fuel element modelling platform. Computers & Mathematics with Applications. 2015. [2] Ratel: Performance portable solid mechanics with libCEED and PETSc. Journal of Open-Source Software. 2025 Pourquoi Intégrer le CEA ? - Donner du sens à votre carrière en travaillant au service des grands enjeux sociétaux de demain. - Avoir des perspectives de carrière avec plus de 60 familles de métier, des formations... - Nos avantages : RTT, réseau de ligne de bus sur certains centres (gratuit), restauration collective, CSE… Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l’intégration des personnes en situation d’handicap, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation.

Nous recherchons un étudiant en Master II en mathématiques appliquées ou en mécanique nonlinéaire des solides ou un étudiant en 3ème année d’école d’ingénieur passionné par les calculs hautes performances et la programmation sur carte graphique.
Location : St Paul lez Durance
Language / Level :
French : Fluent

2026-40051 - STAGE - Conception et dimensionnement de sections d'essais innovantes H/F

Thu, 02 Apr 2026 14:25:19 Z

Category : Mechanical and thermal
Contract : Internship
Position description :
Au sein du CEA, vous mettrez vos compétences et votre enthousiasme au service de projets sociétaux majeurs. En tant que stagiaire, vous intégrez l'équipe de l'IRESNE : L'Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone du CEA de Cadarache. Contexte : Le LCIT a en charge la conception, le dimensionnement et la fabrication de Sections d’Essais (SE) pour une future boucle thermo-hydraulique vouée à des campagnes de caractérisation de l’ébullition. Ces SE innovantes sont des composants devant atteindre des sollicitations élevées (hautes températures et pressions) et répondre à des exigences géométriques sévères. Le stagiaire mettra en œuvre, au sein d’une équipe dynamique, une conception justifiée par un dimensionnement et adaptée en regard de la fabricabilité d’une solution pré-définie. Le projet dans lequel s’inscrit ce stage, a pour objectif de réaliser, entre autres, des essais sur le thème de la crise d’ébullition potentiellement destructeur de certains échangeurs de chaleur sur des sections d’essais qui seront testées sur la future boucle THEMIS dans les conditions nominales des réacteurs (i.e. hautes pression et température), et pouvant accueillir des sections d'essais représentatives d’éléments combustibles de réacteurs. Ses SE sont donc parcourues par un courant de forte intensité pour simuler, par effet Joule, l’échauffement d’éléments combustibles. Le design mécanique de ces sections d’essais est conduit par le LCIT. Parmi, les différents types de sections d’essais identifiées, les sections d’essais innovantes (en rupture de concept de celles déjà étudiées et en cours de fabrication) sont à concevoir et dimensionner dans le but de les fabriquer. Parmi les concepts posés en 2025, celle du tube de force avec piquages nécessite des études préalables. Le stagiaire mènera des études de conception et de dimensionnement en fonction des exigences du référentiel retenu (RCC-MRx, CODAP…). Il portera une attention particulière, selon l’avancement, sur : - La conception d’une traversée étanche de courant de haute intensité, - L'étude d'une liaison souple de plaque chauffante, - La possibilité d’insérer plusieurs plaques chauffantes. Compte tenu des hautes températures et hautes pressions que subiront ces sections d’essais, différents types de matériaux sont envisagés : métalliques et céramiques, les interfaces de ces matériaux devant assurer également l’étanchéité de la section d’essai. En parallèle du développement de la conception, le stagiaire pourra lancer et suivre la réalisation éprouvant les concepts à partir d’un prototype. L’étudiant s’appuiera sur les compétences d’une équipe d’experts du LCIT impliqués sur ce projet pour la partie conception / dimensionnement et fabricabilité.

Vous préparez un Bac+5 (Diplôme École d'Ingénieurs ou équivalents) en mécanique. Vous êtes force de proposition pour guider l’étude en fonction des résultats obtenus. Une forte curiosité et motivation sont nécessaires pour mener à bien ce stage. Pourquoi Intégrer le CEA ? Donner du sens à votre carrière en travaillant au service des grands enjeux sociétaux de demain. Avoir des perspectives de carrière avec plus de 60 familles de métier, des formations... Nos avantages : RTT, réseau de ligne de bus sur certains centres (gratuit), restauration collective, CSE… Adressez-nous votre candidature pour rejoindre l'équipe et contribuer aux projets structurants et innovants du CEA ! Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l'inclusion des travailleurs handicapés.
Location : Saint Paul Lez Durance

2025-38425 - STAGE - Ingénieur Mécanique - Fabrication additive H/F

Wed, 01 Apr 2026 22:10:40 Z

Category : Mechanical and thermal
Contract : Internship
Position description :
L'objectif principal de ce stage est de proposer une solution de fabrication additive (imprimante 3D) pour le DCET. Vous commencerez par définir les besoins et les applications possibles du DCET et plus largement à la DIMP en consultant les différents services et métiers du DCET et du DPED. Vous ferez l’état de l’art des différentes technologies de fabrication additive. Vous proposerez un benchmarking des différentes solutions d’imprimante 3D (choix du type de technologie, applications, prix, mise en œuvre, avantages, inconvénients, etc). Vous élaborerez par la suite la stratégie à mettre en place pour l’acquisition, la mise en service et l’utilisation de la solution retenue (budget, ressource humaine et matériel nécessaires, formation sur l’utilisation, maintenance, etc). En parallèle vous contribuerez aux missions génériques du service comme la mise en place de la documentation métier pour enrichir la base de données et pérenniser le référentiel technique. Vous serez basé sur le site du CEA de Cadarache.

Bac + 4 en cursus d'école d'ingénieur à composante mécanique. Au CEA, les qualités humaines sont primordiales. Si vous faites preuve d’écoute, d’analyse, savez structurer vos idées et communiquer avec clarté, alors votre avenir est parmi nous ! Pourquoi Intégrer le CEA ? Donner du sens à votre carrière en travaillant au service des grands enjeux sociétaux de demain. Avoir des perspectives de carrière avec plus de 60 familles de métier, des formations... Nos avantages : RTT, réseau de ligne de bus sur certains centres (gratuit), restauration collective, CSE… Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l’intégration des personnes en situation d’handicap, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation.
Location : Saint Paul Lez Durance
Language / Level :
English : Intermediate

2026-39311 - STAGE - Étude du comportement thermomécanique d'un combustible de type HTR H/F

Tue, 31 Mar 2026 22:13:24 Z

Category : Mechanical and thermal
Contract : Internship
Position description :
Vous serez accueilli·e au sein de l’IRESNE, institut de la DES, où vous intégrerez l’équipe du laboratoire et participerez pleinement à ses activités. Dans divers pays dans le monde, la technologie des réacteurs HTGR (High Temperature Gas cooled Reactor – Réacteur à haute température refroidi au gaz) fait l’objet d’un intérêt croissant dans une perspective de réduction des émissions de CO2 pour la production de chaleur industrielle à haute température. Plusieurs projets de réacteurs de type modulaire (SMR-AMR) ou microréacteurs (MMR) sont en cours de développement et visent à répondre à divers besoins industriels en chaleur à haute température comprise entre 250 et 750°C. Ces besoins concernent principalement : la production d’hydrogène pour des procédés nécessitant des températures élevées, de l’ordre de 700 °C. la production de produits chimiques et de carburants de synthèse. la fabrication de produits minéraux tels que le ciment ou le verre. Les combustibles HTR se présentent sous la forme de compacts cylindriques au sein desquels est intégré un grand nombre de particules TRISO. Ces particules sont constituées d’un noyau fissile UO2 enrobé de plusieurs couches jouant le rôle de première barrière. L’outil de calcul ATLAS de la plateforme PLEIADES a été développé au CEA au sein du SESC (Service d’Etudes et de Simulation du comportement des Combustibles). ATLAS permet de modéliser le comportement thermomécanique du combustible HTR (particule TRISO isolée, compact avec particules TRISO). Des irradiations expérimentales de combustibles HTR ont été réalisées par le passé afin de caractériser ce type de combustible. Ces expériences constituent des cas d’études pour le développement du code ATLAS. Les travaux de stage porteront sur la simulation du comportement thermomécanique du combustible HTR à l’aide de l’outil de calcul scientifique ATLAS. Phase 1 : Compréhension du comportement du combustible HTR et appropriation de l’outil ATLAS à partir de cas tests existants (irradiations HTR réalisées par le CEA). Phase 2 : Réalisation de calculs thermomécaniques d’une particule TRISO avec ATLAS en considérant un matériau nouvellement implémenté pour une des couches d’enrobage. L’objectif est d’évaluer les performances de ce nouveau matériau par rapport au matériau historiquement considéré. Phase 3 : Participation à un benchmark international dont l’objectif est de faire une comparaison entre différents codes de calculs sur des modèles et propriétés d’intérêt, puis d’effectuer une comparaison avec les données issues d’une irradiation expérimentale. Phase 4 : Rédaction d’un rapport technique à l’issue des travaux.

Nous recherchons un/e étudiant/e en master II ou 3e année d’école d’ingénieur avec un profil orienté mécanique et méthodes numériques, avec des notions en thermomécanique. Une connaissance du fonctionnement des réacteurs nucléaires, et en particulier des réacteurs HTR, serait un plus. De solides capacités d'analyse, de synthèse et de rédaction sont attendues. Nous recherchons aussi un profil rigoureux et autonome pour mener à bien les missions de ce stage. Pourquoi Intégrer le CEA ? Donner du sens à votre carrière en travaillant au service des grands enjeux sociétaux de demain. Avoir des perspectives de carrière avec plus de 60 familles de métier, des formations... Nos avantages : RTT, réseau de ligne de bus sur certains centres (gratuit), restauration collective, CSE… Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l’intégration des personnes en situation d’handicap, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation.
Location : Saint-Paul-Lez-Durance
Language / Level :
English : Intermediate

2026-39347 - Conception mécanique hybride : fabrication additive et usinage conventionnel H/F

Sun, 01 Mar 2026 09:44:39 Z

Category : Mechanical and thermal
Contract : Internship
Position description :
Vos missions : Établir un référentiel des méthodes et matériaux de fabrication additive utilisés au sein du laboratoire, incluant leurs caractéristiques mécaniques, physiques, coûts et disponibilités. Élaborer un guide d’aide à la conception destiné au bureau d’études mécanique, détaillant les usages cibles et domaines d’application des matériaux et procédés de fabrication additive en complément de l’usinage. Mettre en application la méthodologie développée à travers la reconception d’un système articulé, en intégrant les principes de conception hybride. En fonction des attendus de votre école, les sujets pourront être discutés. Encadrement et environnement de travail : Le candidat rejoindra l’équipe du bureau d'étude mécanique composé de 5 ingénieurs et techniciens spécialisés, travaillant sur des sujets connexes touchant à la robotique. Il bénéficiera de leur expertise et des équipements de pointe du laboratoire partagé entre le site du CEA Grenoble et le site de Nano-Innov à Palaiseau. Le parc de machine d’impression 3D permet de fabriquer des pièces par frittage de poudre, par stéréo-lithographie et par dépôt de fils fondu (divers matériaux, y compris la possibilité de chargement en carbone). Profil recherché : Nous recherchons un(e) étudiant(e) en école d’ingénieur ou master spécialisé(e) en mécanique, avec les compétences et qualités suivantes : · Maîtrise des outils de conception assistée par ordinateur (idéalement SolidWorks). · Intérêt marqué pour les technologies de fabrication additive. · Une vision systémique et multidisciplinaire de la robotique (électronique, automatisation, informatique) serait un atout. · Capacité à s’intégrer rapidement dans une équipe pluridisciplinaire. · Autonomie et rigueur dans le travail. Stage de fin d’études d’une durée de 6 mois, avec un début souhaité en septembre 2026, durant le semestre d’hiver. #CEA-List #Stage

Location : Grenoble
Language / Level :
French : Fluent

2025-38616-S1969 - Stage - Bac+5 - Impact balistique sur cibles multi-matériaux - H/F

Tue, 09 Dec 2025 15:27:39 Z

Category : Mechanical and thermal
Contract : Internship
Position description :
Pour compléter les travaux déjà entrepris, une nouvelle campagne expérimentale a été dimensionnée et sera réalisée au premier trimestre 2026. L'objectif est d’étudier l’influence des matériaux utilisés, et de leur agencement sur la performance de la protection pyrotechnique. Ainsi, ce stage consistera à intégrer l’apport de ces données expérimentales au protocole de calcul et comportera les items suivants : 1/ Analyser des modèles analytiques/empiriques disponibles dans la littérature en identifiant leurs limites d’emploi par rapport à la configuration d’intérêt ; 2/ Exploiter les données expérimentales acquises lors de la campagne ; 3/ Faire évoluer le protocole de calcul actuel développé avec le code LS-Dyna ; 4/ Réaliser une étude paramétrique afin de déterminer l'agencement permettant d'obtenir la protection pyrotechnique la plus performante répondant aux contraintes associées à son utilisation. Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes handicapées, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation pour l’inclusion des travailleurs handicapés. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les collaborateurs du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation.

LS Dyna, Python Bac+5
Location : Bruyères-le-Châtel

2025-37766 - Simulation numérique de la propagation de fissure H/F

Mon, 20 Oct 2025 10:10:41 Z

Category : Mechanical and thermal
Contract : Internship
Position description :
Le stage dans le cadre du projet Manta, code HPC (High Performance Computing) de nouvelle génération du CEA. Ce code vise à rendre disponible un outil généraliste pour le traitement explicite/implicite de la résolution numérique d’équations aux dérivées partielles, dans différents cadres de discrétisation, tel que la méthode des éléments finis. La conception du code est nativement pensée pour le HPC, lui permettant d’exploiter de large architecture en mémoire distribuée, et donc des simulations d’envergures, représentatif des enjeux du numérique de demain. Le stagiaire intègrera l’équipe de développement Manta. Dans le cadre de la modélisation numérique de propagation de fissure à l’échelle des milieux continus les approches les plus couramment employées dans l’industrie reposent sur la mécanique linéaire élastique de la rupture dans le cadre de la méthode des éléments finis. Pour prédire la propagation de la fissure, on estime le taux de restitution d’énergie, quantité fondamentale de la mécanique de la rupture. L’objectif du stage est de contribuer au développement de la méthode numérique permettant de calculer ce taux de restitution d’énergie : la méthode g-theta. Pour l’étudiant, l’idée sera de se familiariser avec le code industriel Manta pour y insérer cette nouvelle méthode numérique. Ceci lui permettra de combiner un apprentissage de la méthode numérique avec un approfondissement de la compréhension de la méthode des éléments finis et son implémentation dans l’industrie. Par ailleurs, le stagiaire pourra découvrir le workflow d’un travail de développeur dans le cadre d’un code en construction. Le développement de la méthode s’accompagnera d’une étape de validation par comparaison à des résultats analytiques, ou à des résultats numériques de la littérature, ou fournis par Cast3M.

Cursus ingénieur généraliste (bac +5) Plus pour le recrutement: - Mécanique des structures, - Mécanique de la rupture, - Modélisation numérique, - Méthode des éléments finis - Programmation (c++, python, cast3M)
Location : Gif-Sur-Yvette
Language / Level :
French : Fluent

2025-37569 - Quantification expérimentale des effets de taille sur la ténacité des alliages d'aluminium H/F

Mon, 06 Oct 2025 10:11:11 Z

Category : Mechanical and thermal
Contract : Internship
Position description :
Des études récentes ont montré que ces alliages pouvaient présenter des instabilités en propagation lors des essais de ténacité. Pour l’alliage d’aluminium 6061, ces instabilités ont été reliées dans une thèse récente à une résistance réduite du matériau à la propagation de fissure (c-à-d un faible module de déchirement), et une complaisance importante du dispositif d’essai (c-à-d une faible raideur). L’utilisation d’éprouvettes mini-CT pouvant modifier la complaisance du dispositif d’essai, on s’intéressera dans cette étude à (i) l’effet de cette géométrie sur l’apparition de ces instabilités, (ii) la transférabilité des valeurs de ténacité entre les éprouvettes mini-CT et les éprouvettes de ténacité taille standard. Ce stage s’inscrit dans la continuité des études menées au laboratoire sur la miniaturisation des éprouvettes de ténacité, et en particulier sur l’utilisation de la géométrie mini-CT pour déterminer la ténacité de matériaux de structure utilisés dans les réacteurs nucléaires. L’étude sera conduite sur un alliage d’aluminium utilisé pour le caisson des réacteurs de recherche. Elle sera basée sur la conduite de campagnes expérimentales d’essais de ténacité. Un premier objectif sera de déterminer les propriétés de ténacité à partir de mini-éprouvettes pour différents états du matériau. On quantifiera la propension du matériau à montrer des instabilités en fonction des différents états. On étudiera par ailleurs les mécanismes de rupture mis en œuvre à partir d’observations en microscopie électronique à balayage (MEB). Le deuxième objectif sera d’étudier l’effet du dispositif expérimental sur l’apparition des instabilités. Un travail de prédimensionnement du dispositif d’essai sera conduit à partir d’outils d’analyse développés au laboratoire jusqu’à la réalisation et la qualification de ce dispositif. Ainsi, les principales missions du stage sont les suivantes : - S’approprier la littérature sur (i) les effets de l’irradiation neutronique sur la ténacité des alliages d’aluminium, (ii) la transférabilité entre les éprouvettes standard et miniaturisées appliquée à la détermination de la ténacité des alliages d’aluminium. - Dimensionner un nouveau dispositif d’essai, le réaliser et le qualifier. - Réaliser plusieurs campagnes expérimentales d’essais de ténacité sur des éprouvettes miniaturisées. - Réaliser les analyses fractographiques au MEB pour investiguer les mécanismes de rupture. - S’approprier les résultats du stage, les analyser et les transcrire dans un rapport de stage. Afin de mener à bien ses missions, le.la stagiaire sera encadré.e par deux ingénieurs chercheurs du Laboratoire de Comportement mécanique des Matériaux Irradiés (LCMI) et formé.e par l’équipe du LCMI pour la prise en main des moyens expérimentaux. Des réunions de travail seront régulièrement organisées afin que le.la stagiaire présente l’avancement de ses missions et les difficultés rencontrées.

Le stage débutera au plus tôt en février 2026, pour une durée de 6 mois. Nous recherchons un.e étudiant.e en 4ème ou 5ème année après le bac ayant suivi une formation orientée vers la mécanique, et la science des matériaux. Des appétences pour les applications pratiques et l’expérimentation requérant un sens physique pertinent seraient appréciées. Des connaissances en langage de programmation Python sont conseillées. Une maîtrise de la mécanique de la rupture serait un plus. Le.la stagiaire devra être curieux.se, rigoureux.se et aimer travailler au sein d’une équipe. A l’issu du stage, le.la candidat.e aura développé, des compétences en mécanique non linéaire de la rupture, en réalisation/analyse d’essais mécaniques, et une bonne connaissance des mécanismes de rupture des alliages d’aluminium. Par ailleurs, le.la stagiaire aura acquis une vision globale sur le fonctionnement de la R&D dans un centre d’excellence internationale. Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l’intégration des personnes handicapées, cette offre de stage est ouverte à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d’organisation pour l’inclusion des travailleurs handicapés.
Location : Saclay