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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Calculs EF 1D et 3D pastille combustible H/F


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.

Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :
. la défense et la sécurité
. l'énergie nucléaire (fission et fusion)
. la recherche technologique pour l'industrie
. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).

Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.  

Référence

2021-17212  

Description de l'unité

"Le stage est proposé au sein du Département d'Etudes des Combustibles (DEC), localisé sur le centre de Cadarache. Ce département est rattaché à l'institut IRESNE (Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone) de la Direction des Energies (DES). Il mène une activité centrée autour du combustible nucléaire dans l'objectif d'accroître les performances et la sûreté des réacteurs actuels (générations 2&3) et de développer les combustibles nucléaires des réacteurs du futur (4ème génération). Il a pour mission d'acquérir, d'intégrer et capitaliser les connaissances relatives à la conception, à la fabrication, à la caractérisation et à l'étude du comportement des éléments combustibles nucléaires en réacteur. Les activités du DEC associent simulation numérique/modélisation, expérimentation dans des laboratoires dédiés aux combustibles nucléaires (Laboratoire UO2, laboratoire de haute activité LECA-STAR), analyses radiochimiques et chimiques.
Le DEC rassemble environ 250 ingénieurs, chercheurs et techniciens et contribue à la formation par la recherche avec l'accueil de plus d'une centaine de stagiaires (Master, Ecole d'ingénieurs, DUT…), d'apprentis, de doctorants et post-doctorants. Il entretient de nombreuses collaborations avec des partenaires industriels, des laboratoires académiques (universités, CNRS) que ce soit au niveau national ou international.
"

Description du poste

Domaine

Mécanique et thermique

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Calculs EF 1D et 3D pastille combustible H/F

Sujet de stage

STAGE SECOND SEMESTRE 2021 (début possible à partir de juillet) - Etablissement à l'aide de calculs 3D et d'un plan d'expérience d'une corrélation 1D rendant compte des déformations des fragments des pastilles combustibles pour des Réacteurs à Eau Pressurisée »

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

Contexte

La filière des Réacteurs à Eau Pressurisée (REP) constitue l’essentiel des réacteurs électronucléaires du parc international et l’intégralité du parc Français. L’élément combustible de ces réacteurs est appelé « crayon » combustible et est constitué d’un empilement de pastilles cylindriques de combustible entouré d’une gaine métallique qui constitue la première barrière de confinement des matières radioactives. Lors de la première montée en puissance, des dilatations différentielles provoquent une fracturation des pastilles et une mise en diabolo des fragments ainsi générés. Ces phénomènes ont un impact sur la température du combustible et sur l’interaction mécanique entre la pastille et la gaine.

Le CEA, en collaboration avec EDF et Framatome, développe la plateforme logicielle PLEIADES qui permet de simuler, sur la base d’une approche multi-physique et multi-échelle, le comportement du combustible. Dans le code ALCYONE dédié au combustible REP, un schéma 1D en déformation plane généralisée permet de décrire le comportement thermomécanique sur toute la hauteur du crayon à l’aide d’une discrétisation en tranches axiales. Le comportement décrit au niveau de chaque tranche est donc un comportement moyen. Le schéma 3D représente un fragment de pastille permettant de calculer l’évolution des grandeurs étudiées en fonction de la hauteur et ainsi observer la différence entre les plans inter-pastilles et médian-pastilles (mise en diabolo mentionnée ci-avant).

Afin d’harmoniser les modélisations 1D et 3D, une déformation est calculée dans le schéma 1D par corrélation avec le schéma 3D. Du fait d’importantes évolutions du code, il a été décidé de revisiter cette corrélation. Un premier stage a permis en 2020 d’établir une formulation analytique préliminaire ainsi qu’une méthodologie de plan d’expérience permettant d’en assurer la calibration.

Objectifs

L’objectif de ce stage est de finaliser la formulation et la calibration de la corrélation par l’application d’un plan d’expérience, puis d’en assurer la validation sur la base des résultats d’irradiations expérimentales.

Etapes

Acquisition des prérequis nécessaires à l’étude : thermomécanique des pastilles combustibles REP, environnement logiciel, outils de calcul et de post-traitement, études analytiques, méthodologie du plan d’expérience (méthode LHS optimisée), données expérimentales.
Finalisation de la formulation analytique définissant de la corrélation (résolution d’équations de mécanique des milieux continus).
Calibration de la corrélation (mise en œuvre du plan d’expérience, calculs 3D et 1D).
Validation de la corrélation sur la base des résultats d’irradiations expérimentales.
Implémentation de la corrélation dans le code ALCYONE.
Collaborations

Collaboration au sein des unités de développement et d’exploitation des codes de simulation du comportement des combustibles nucléaires du CEA.


 
 

Moyens / Méthodes / Logiciels

cf. Profil du candidat

Profil du candidat

Formation : Ecole d'Ingénieur généraliste ou MASTER 2

Méthodes / logiciels / connaissances :

Plateforme logicielle PLEIADES, code ALCYONE (codes internes donc maîtrise préalable non requise, mais première expérience de l'utilisation de codes aux éléments finis souhaitable)
Environnement Linux (maîtrise souhaitable)
Langages bash, R, C++, Fortran (bases en langages de programmations nécessaires)
Méthodes de plan d'expériences (connaissances fortement souhaitables)
Mécanique des milieux continus et physique des matériaux (connaissances fortement souhaitables)

Localisation du poste

Site

Cadarache

Localisation du poste

France, Provence-Côte d'Azur, Bouches du Rhône (13)

Ville

Saint-Paul-Lez-Durance

Critères candidat

Diplôme préparé

Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs

Formation recommandée

Ecole d'Ingénieur généraliste ou MASTER 2

Possibilité de poursuite en thèse

Non

Demandeur

Disponibilité du poste

01/07/2021