Modélisation à l'échelle mésoscopique et du couplage d'échelles H/F
CDD Saint Paul (Dakota) Chimie / Biologie / Agronomie
Description de l'offre
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
2019-8051Description de la Direction
Le Département d'Etudes des Combustibles réalise la R&D sur le combustible des réacteurs nucléaires regroupant des compétences uniques :
- en conception/réalisation d'essais caractérisant le comportement du combustible en conditions normales ou accidentelles par des essais en laboratoires chauds LECA/STAR ou plus intégrés dans des réacteurs de recherche (RR) ;
- en simulation avec des modèles multiéchelles, multiphysiques et multifilières (plateforme PLEIADES).
Le point fort du département est d'associer étroitement la simulation numérique aux expériences, à toutes les échelles.
Description de l'unité
Les outils de calcul scientifique nécessaires à l'étude du comportement des combustibles sous irradiation sont développés au sein du Service d'Etudes et de Simulation du comportement des Combustibles (SESC) et capitalisés dans la plateforme PLEIADES. Ces outils de calcul contiennent des lois et des modèles parfois empiriques.
Le Laboratoire de Modélisation Multi-échelles des Combustibles a pour missions principales :
-d'apporter les éléments justifiant les simplifications utilisées dans les applications de PLEIADES,
-d'améliorer les modèles et lois de comportement de l'échelle du grain à celle de l'élément combustible en intégrant toutes les données phénoménologiques issues de l'expérimentation,
-de simuler par des calculs de l'échelle atomique à l'échelle du grain les matériaux combustibles pour accéder à leurs propriétés et aux mécanismes élémentaires régissant leur comportement,
-de dimensionner les expériences analytiques et les interpréter en liaison avec les laboratoires réalisant les expérimentations,
-d'intégrer l'approche multiéchelle des calculs atomistiques jusqu'à la représentation mésoscopique dans les calculs à l'échelle de la microstructure.
Description du poste
Domaine
Mathématiques, information scientifique, logiciel
Contrat
CDD
Intitulé de l'offre
Modélisation à l'échelle mésoscopique et du couplage d'échelles H/F
Statut du poste
Cadre
Durée du contrat (en mois)
36
Description de l'offre
Le contexte général du poste est l'intégration de l'approche multiéchelle du comportement des gaz de fission et des défauts d'irradiation dans les calculs à l’échelle de la microstructure.
Des modèles de cinétique chimique plus ou moins empiriques sont développés, implémentés dans les codes MARGARET et CRESCENDO, et paramétrés soit sur des données expérimentales, soit sur des calculs à l'échelle atomique (méthodes de structure électronique et de potentiels empiriques) et permettent de décrire le comportement des gaz de fission et des défauts d'irradiation à l'échelle d'un grain dans le combustible en réacteur.
En toute rigueur, la mobilité de ces espèces dans un grain est couplée et ne peut pas être déterminée par la seule connaissance des mécanismes élémentaires de migration de chaque espèce. La théorie de champs moyen auto-cohérent (SCMF) offre le formalisme nécessaire au traitement de ce problème.
Par ailleurs, nous disposons de l'application VER (Volume Elémentaire Représentatif), qui permet de décrire le comportement thermo-mécanique du combustible à l'échelle de la microstructure polycristalline, dans lequel il est nécessaire d'intégrer nos modèles de comportement des défauts et des gaz de fission, pour prendre en compte l'évolution de la microstructure sous irradiation.
Le poste proposé visera
* d'une part à :
- Prendre en main le formalisme SCMF,
- Exploiter les données de mobilité issues des calculs à l'échelle atomique,
- Produire les coefficients de diffusion mésoscopiques à intégrer dans nos codes de cinétique chimique,
- Simuler le comportement des gaz de fission et des défauts avec les nouveaux modèles générés ;
* d'autre part à :
- Investiguer les méthodes permettant d'insérer le traitement du comportement des défauts et des gaz de fission dans l'application VER,
- Ecrire les spécifications physiques et numériques de la solution retenue,
- Coder cette solution dans l'application.
Le candidat utilisera et proposera des techniques visant à l'industrialisation des processus (analyse de code, intégration continue, test automatisés...). Il devra assurer le lien entre les acteurs travaillant aux différentes échelles.Ce poste lui permettra d'appréhender les différents outils et les différentes physiques mises en œuvre au sein du laboratoire, et plus généralement au sein de la plateforme PLEIADES.
Profil recherché
Profil du candidat
De formation Bac+5, dans les spécialités de la physique des matériaux, de la physico-chimie, de la simulation numérique.
Compétences techniques :
Solides connaissances en simulation multi-échelle des matériaux.
Connaissances du comportement des défauts dans les matériaux.
Connaissances du comportement des matériaux sous irradiation.
La connaissance du comportement des combustibles nucléaires en réacteur serait un plus.
Utilisation et développement de codes de simulation des matériaux à différentes échelles (de l'atomique à mésoscopique particulièrement).
Capacité à utiliser des grands équipements de calcul intensif indispensable.
Expérience : 1 à 2 ans.
Outils utilisés : Codes de calculs à l'échelle atomique (structure électronique: VASP, ABINIT; potentiels empiriques: LAMMPS, GIBBS), de cinétique chimique (CRESCENDO), de SCMF (KineCluE).
Langages Fortran90, C++, pyton.
Compétences comportementales :
Respect des règles et application rigoureuse des procédures dans l'environnement de travail.
Esprit d'analyse, esprit de synthèse.
Sens de l'intérêt collectif et de la satisfaction client.
Capacité à rendre compte de l'avancement de ses activités en fonction des objectifs reçus.