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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Modélisation de l'endommagement des couches d'oxyde de gainages de combustibles 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

2021-18140  

Description de l'unité

Le Service d'Etudes et de Simulation du comportement des Combustibles (SESC) conçoit, développe et qualifie les combustibles nucléaires (élément combustible et assemblage) constituant le cœur des réacteurs.
Il synthétise et intègre les connaissances acquises sur le comportement des combustibles nucléaires en réacteur et dans l'aval du cycle au sein d'une plateforme de simulation des combustibles (PLEIADES) et des bases de données associées.
Le SESC est composé d'une soixantaine de salariés permanents (essentiellement des ingénieurs) et d'une trentaine de doctorants et salariés en CDD.

Le Laboratoire d'Expertise et de Validation des Applications combustibles multi-filières (LEVA) rassemble les compétences pour accompagner le développement et la qualification de combustibles pour les réacteurs à spectres thermiques et rapides.
Le LEVA mène les études et les expertises pour établir des états de l'art sur la compréhension du comportement du combustible pour toutes les filières et en toutes situations de fonctionnement (normale, incidentelle et accidentelle). Il réalise l'analyse, l'interprétation, la synthèse et la capitalisation dans des bases de données, des résultats acquis lors de programmes expérimentaux menés en réacteur et/ou en cellules de haute activité.
Le LEVA valide les Outils de Calcul Scientifique (OCS) de comportement du combustible de la plate-forme PLEIADES et spécifie les besoins d'évolution de ces codes.

Description du poste

Domaine

Mécanique et thermique

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Modélisation de l'endommagement des couches d'oxyde de gainages de combustibles H/F

Sujet de stage

Les éléments combustibles des réacteurs nucléaires de recherche sont constitués d'une âme fissile laminée entre des plaques de gainage en alliage d'aluminium. Durant l'irradiation en réacteur, au contact de l'eau du circuit primaire, ces alliages d'aluminium subissent une corrosion uniforme, formant une couche externe d'oxydes de l'ordre de plusieurs dizaines de micromètres. Cette couche et son interface avec le métal sont soumises à un large gamme de sollicitations thermiques et mécaniques notamment dues à la croissance de l'oxyde, au gradient thermique, ou encore aux effets de l'irradiation. La couche d'oxydes est alors sujette à de la microfissuration et peut sous certaines conditions se décoller du substrat métallique. Cette couche de produits de corrosion ayant un effet majeur sur le transfert thermique du combustible vers le caloporteur, une modélisation de son comportement doit être réalisée.

Durée du contrat (en mois)

6

Description de l'offre

Afin de contribuer à la modélisation de ces phénomènes, le travail proposé est le suivant :
- Dans un premier temps, une simulation numérique d’expériences réalisées en réacteur de recherche sera réalisée dans un code de performance combustible développé au CEA. Les résultats de calculs seront analysés relativement à des examens disponibles sur ces éléments irradiés. Ces résultats seront également traités afin de constituer des cas de validation et des données d’entrée pour des simulations thermomécaniques fines à l’échelle de la couche d’oxyde.
- Dans un second temps, un modèle unidimensionnel de l'état mécanique du système couche d’oxydes/interface/substrat métallique sera développé. Une étude de sensibilité sera conduite sur les propriétés thermomécaniques du système ainsi que sur les chargements externes (flux de chaleur, gonflement du substrat métallique…) afin de mettre en évidence les phénomènes prépondérants contrôlant la décohésion de la couche d’oxydes. On examinera la possibilité d’une approche analytique.
- Enfin, un premier travail sera entrepris autour d’une modélisation 3D éléments finis des mécanismes d’endommagement, sur un sous-domaine représentatif d’une plaque combustible.

Moyens / Méthodes / Logiciels

Simulation éléments finis (CAST3M), Python

Profil du candidat

Le candidat est en cursus de formation de niveau Master2 en université ou en école d’ingénieur, dans les domaines suivants : mécanique, matériau.

Localisation du poste

Site

Cadarache

Localisation du poste

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

Ville

Saint-Paul-les-Durance

Critères candidat

Langues

Anglais (Courant)

Diplôme préparé

Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs

Formation recommandée

Mécanique et matériau

Possibilité de poursuite en thèse

Oui

Demandeur

Disponibilité du poste

01/03/2022