Pause
Lecture
Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Simulation du comportement du combustible nucléaire en situation d'APRP 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

2021-18142  

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

Simulation du comportement du combustible nucléaire en situation d'APRP H/F

Sujet de stage

Etude par modélisation et simulation des conditions d'apparition de la fragmentation fine des combustibles nucléaires irradiés en REP (Réacteur à Eau Pressurisée) lors de situation accidentelle de type APRP (Accident de Perte de Réfrigérant Primaire)

Durée du contrat (en mois)

6

Description de l'offre

L’élément combustible utilisé dans les Réacteurs à Eau Pressurisée (REP) est constitué de pastilles cylindriques empilées dans une gaine métallique fermée (le tout appelé crayon combustible). La gaine constitue la première barrière de confinement des matières radioactives. Lors du séjour en réacteur, de nombreux phénomènes physiques (fissuration, écoulement viscoplastique, endommagement, gonflement,…) modifient la microstructure et la composition du combustible, de nouvelles espèces chimiques appelées produits de fission, solides ou gazeuses, étant créées au sein du matériau. Lors d’une séquence accidentelle de type APRP (Accident de Perte de Réfrigérant Primaire), la puissance est quasi-nulle alors que la gaine s’échauffe rapidement. L’équilibre thermomécanique pastille-gaine est alors fortement modifié. La question qui se pose est de quantifier l’effet du chargement thermomécanique sévère sur la déformation de la gaine ainsi que sur l’état de fragmentation du combustible.
Le CEA, en collaboration avec ses partenaires industriels EDF et Framatome, développe la plateforme logicielle PLEIADES qui permet de simuler le comportement du combustible des différents réacteurs en situation normale de fonctionnement et en situations incidentelle et accidentelle. Au sein de cette plateforme, l’Outil de Calcul Scientifique ALCYONE est spécifiquement dédié à la simulation du comportement thermomécanique du combustible des Réacteurs à Eau sous Pression (REP).
En lien avec cette modélisation, de nombreux programmes de recherche internationaux (irradiations, programmes de recuits et essais intégraux) ont été initiés pour mieux appréhender le comportement du combustible des REP français en situation accidentelle.
Objectifs
L’objectif du stage est de modéliser des expérimentations (appelées traitements thermiques) réalisées au CEA sur des combustibles irradiés et de comparer les résultats de simulation obtenus aux mesures expérimentales.
Il s’agira notamment de vérifier quel peut être l’impact des gaz créés au sein de la matrice sur la fragmentation fine du combustible, ou encore quel peut être le rôle d’une entaille de la gaine sur le comportement thermomécanique de la pastille dans le but de valider les derniers modèles implémentés dans ALCYONE.
Etapes :
- Compréhension du comportement sous irradiation des crayons combustibles REP (bibliographie),
- Appropriation des données expérimentales et des modèles implémentés dans ALCYONE / Prise en main des différents outils de calculs et de post-traitements / Mise en données et lancement des calculs,
- Regard critique sur la comparaison entre les résultats expérimentaux et ceux issus de la simulation.
Collaborations :
Collaboration au sein des unités de développement et d’exploitation des codes de simulation du comportement des combustibles nucléaires du CEA.
Le sujet pourra déboucher sur une thèse en collaboration avec l’Université de Montpellier (LMGC).

Moyens / Méthodes / Logiciels

Code de calcul ALCYONE de la plateforme PLEIADES / Environnement Linux, MS Word et Excel

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, éléments finis, matériaux.

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

Eléments finis, mécanique, matériaux

Possibilité de poursuite en thèse

Oui

Demandeur

Disponibilité du poste

01/03/2022