Le CEA développe des réacteurs nucléaires de génération IV à neutrons rapides refroidis au sodium, soumis à des conditions de fonctionnement sévères (hautes températures et fortes irradiations). Ces contraintes nécessitent l’utilisation de nouveaux aciers Ferrito-Martensitiques renforcés par dispersion d’oxydes (ODS), envisagés pour le gainage du combustible nucléaire.

Au sein du CEA, le Laboratoire des Technologies d’Assemblage (LTA) à Saclay, étudie le soudage des bouchons de gaines combustibles afin de garantir le confinement des produits de fission. Le laboratoire développe notamment un procédé de Soudage Par Résistance (SPR), basé sur l’application simultanée d’une force mécanique et d’un courant électrique intense générant un échauffement par effet Joule.

Objectifs et méthodologie
Thématique 1 : Soudage par résistance des aciers ODS
L’étudiant·e devra réaliser des études expérimentales approfondies sur le soudage par résistance en bout des gaines de combustible en acier ODS, en mettant l'accent sur l'optimisation des paramètres de soudage et l'évaluation de leurs effets sur la microstructure et la résistance mécanique des soudures.

Thématique 2 : Analyses métallographiques et mécaniques
Les expériences réalisées, l'étudiant·e mènera des analyses métallographiques et mécaniques avec les équipements du laboratoire. Ces analyses comprendront :

• la préparation des échantillons : découpe, polissage, attaque chimique ;
• la visualisation : utilisation de microscopes optiques, microscope électronique à balayage, sonde EBSD ;
• les tests mécaniques : utilisation d'une machine de traction pour évaluer la tenue mécanique des échantillons soudés.
• les essais d’éclatement sous pression interne : réalisation d’essais sur gaines afin d’évaluer le comportement des soudures sous sollicitation biaxiale représentative des conditions en service.

Résultats attendus

À l’issue du stage, l’étudiant·e aura acquis une bonne compréhension du soudage par résistance appliqué aux aciers ODS et de son influence sur la microstructure et les propriétés mécaniques des assemblages.

Les principaux objectifs du stage sont :

• optimiser les paramètres de soudage afin d’obtenir des soudures saines et reproductibles ;
• établir les liens entre paramètres procédé, microstructures induites et performances mécaniques ;
• constituer une base de données expérimentale et numérique exploitable par le laboratoire ;
• proposer des recommandations technologiques pour l’application industrielle aux gaines de combustible en acier ODS.

Nous recherchons un(e) étudiant(e) en formation d’ingénieur ou en master spécialisé en mécanique. Une compétence en simulation numérique serait un plus. L’étudiant(e) doit avoir un intérêt marqué pour la recherche appliquée et l’expérimental, et posséder une capacité à travailler en équipe et à communiquer efficacement en français et/ou en anglais.