Informations générales
Entité de rattachement
Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.
Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.
Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.
Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :
• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
Référence
2026-40643
Description de l'unité
Le Laboratoire du Comportement Mécanique des Matériaux Irradiés (LCMI) réalise des essais mécaniques sur matériaux irradiés (non fissiles), la modélisation, l'identification mais aussi la compréhension de leur comportement et de leur endommagement.
Les lois de comportement ainsi identifiées prennent en compte différents paramètres et en particulier l'effet de l'irradiation. Une fois établies et identifiées, ces lois sont intégrées dans des modules informatiques qui sont ensuite livrés en tant que briques pour les codes aux éléments finis. Cela permet une intégration des données acquises directement réutilisable pour la simulation.
Le Laboratoire est composé d'environ 25 personnes permanentes ainsi que 2 à 4 thésards et des stagiaires.
Nous travaillons principalement dans un cadre français régi par des accords de collaboration (bi ou tripartites) avec EdF, Framatome,ARSN et Défense.
Les matériaux testés sont principalement des alliages métalliques issus des réacteurs industriels et expérimentaux actuels : acier de cuve, aciers inoxydables de structures internes, aciers austéno-ferritiques, alliages de zirconium, alliages d'aluminium.
Description du poste
Domaine
Mécanique et thermique
Contrat
Stage
Intitulé de l'offre
Ingénieur.e R&D Etude de l'effet de la taille d'éprouvette sur la ténacité des alliages d'aluminium H/F
Sujet de stage
Les principaux objectifs de ce stage sont :
- Appliquer le modèle d'initiation de la rupture ductile à d'autres conditions matériau.
- Simuler la propagation d'une fissure dans une éprouvette de type CT standard (modèle type GTN) et comparer aux résultats expérimentaux sur CT disponibles dans la base de données CEA.
- Utiliser ce modèle pour étudier l'effet de taille sur la ténacité à l'amorçage et sur la résistance à la propagation ductile et proposer une méthode de correction si nécessaire.
- Une partie expérimentale sera menée en parallèle dans le but de finaliser une campagne d'essais sur des éprouvettes mini-CT non irradiées. Cette campagne a débuté lors d'un précédent stage s'intéressant aux propagations instables (pop-in) lors des essais de ténacité sur des alliages d'aluminium. Ces essais permettront à l'étudiant.e d'appréhender la physique associée aux essais modélisés.
Durée du contrat (en mois)
5-6
Description de l'offre
Les réacteurs de recherche (RR) sont utilisés comme source de neutrons pour la recherche nucléaire, la caractérisation du vieillissement des matériaux des réacteurs nucléaires actuels ou futurs, et la production de radio-isotopes utilisés pour le diagnostic et le traitement de maladies. La plupart de ces réacteurs sont en service depuis plus de 40 ans et, actuellement, le nombre de nouveaux RR en construction ne permettra pas de remplacer la totalité de la production de neutrons. C’est pour cette raison que l’allongement de la durée de fonctionnement des RR en toute sureté est un enjeu majeur.
Les cuves des RR sont fabriquées à partir d’alliages d’aluminium (5xxx ou 6xxx) et ne pourraient être que très difficilement remplacées pendant toute la durée de fonctionnement du réacteur. Pendant leur utilisation, ces matériaux sont exposés au bombardement neutronique qui modifient leur microstructure et leur comportement mécanique, notamment du fait de la transmutation de l’aluminium en silicium par les neutrons thermiques et des dommages induits par déplacement causés par les neutrons rapides.
Des essais de ténacité sur des géométries standardisées, de type Compact Tension (CT), sont réalisés afin de quantifier l’évolution du comportement mécanique de ces alliages en fonction du niveau de bombardement neutronique. Néanmoins, aux très fortes valeurs de fluences, c.-à-d. à fort taux d’irradiation, peu de données de ténacité sont disponibles dans la littérature, limitant la compréhension des phénomènes de vieillissement de ces matériaux et la prédiction d’évolution de leur ténacité. C’est dans ce contexte que le projet européen MAGIC-RR – Materials Ageing and Structural Integrity of Research Reactor – a été lancé en 2024.
La matière irradiée disponible pour réaliser les essais de ténacité étant limitée, un enjeu important du projet est l’utilisation d’éprouvettes miniaturisées. Une des possibilités envisagées est la réduction homothétique de la géométrie CT (mini-CT), en diminuant l’épaisseur. Des études récentes conduite notamment au CEA ont par exemple mis en avant l’utilisation de la géométrie CT4 (épaisseur 4 mm) pour déterminer la ténacité des aciers ferritiques dans le bas de la zone de transition ductile-fragile. La miniaturisation des éprouvettes de ténacité présente plusieurs avantages, comme par exemple les possibilités de (i) usiner des éprouvettes miniaturisées directement dans des demi-éprouvettes CT déjà testées (et donc de revaloriser de la matière potentiellement précieuse) ; (ii) élargir les bases de données expérimentales en multipliant ainsi les points de données ; (iii) caractériser plus finement des zones métallurgiques particulières.
L’utilisation de ces éprouvettes requiert de s’assurer de la transférabilité des données de ténacité aux géométries standard. Il s’agit de valider que les grandeurs mesurées puissent être directement utilisées ou d’établir les corrections nécessaires à leur utilisation.
Profil du candidat
Nous recherchons un.e étudiant.e en 4ème ou 5ème année après le bac ayant suivi une formation orientée vers la simulation numérique par éléments finis, la programmation et l’algorithmique. Des appétences pour les applications pratiques 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 force de proposition et curieux.se de nature.
A l’issu du stage, le.la candidat.e aura développé, des compétences en modélisation du comportement non linéaire des alliages d’aluminium et de leurs mécanismes de rupture, en simulations par éléments finis, et en mécanique non linéaire de la rupture. 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.
Localisation du poste
Site
Saclay
Localisation du poste
France, Ile-de-France, Essonne (91)
Ville
Saclay
Demandeur
Disponibilité du poste
01/09/2026
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