"La plateforme numérique PLEIADES [1] de simulation du comportement du combustible nucléaire est développée au CEA en collaboration avec EDF et Framatome.

Elle permet en particulier d’effectuer des simulations numériques en support aux études de sureté des combustibles nucléaires pour évaluer l’endommagement des matériaux. Les modèles développés visent à prédire, en conditions représentatives des chargement thermo-mécaniques en service, l’amorçage des fissures à l’échelle de la microstructure hétérogène (taille du microns) et ensuite la propagation à l’échelle de la structure jusqu’à la formation de fragment de combustible (de l’ordre du dixième de millimètre).

Ces simulations permettent par exemple de représenter le risque de fragmentation induit en situation accidentelle par les gaz de fission [2]. La simulation est réalisée avec la méthode des éléments finis pour représenter la microstructure du matériau et calculer les champs mécaniques pouvant conduire à l’amorçage et la propagation des fissures. Ces simulations conduisent à des calculs avec un très grand nombre de degrés de liberté et sont de ce fait réalisées avec des codes parallélisés sur des moyens de calcul hautes performances.

La première étape du stage sera de proposer une méthode de génération de microstructures numériques représentatives des observations expérimentales. Il s’agira ensuite de réaliser des maillages 3D éléments finis de ces microstructures afin d’effectuer des simulations thermo-mécaniques sur des logiciels éléments finis haute performance. Enfin, une analyse détaillée des résultats mécaniques (contraintes, déformations) en lien avec un critère d’amorçage de la fissuration sera conduite.
[1] : B. Michel et al. Two fuel performance codes of the PLEIADES platform: ALCYONE and GERMINAL https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818190-4.00009-7
[2] : C. Esnoul, Etude du comportement à rupture de la zone HBS du combustible UO2 dans les réacteurs à eau pressurisée, par une approche micromécanique en condition accidentelle d’APRP, thèse http://www.theses.fr/2018AIXM0682 .

Le CEA est un acteur engagé dans l’accueil, l’insertion et le maintien dans l’emploi des salariés en situation de handicap. Ainsi, si vous le souhaitez, vous pouvez également joindre tous documents justifiants de votre situation de handicap.