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Simulation de l'effet de l'hélium implanté sur la microstructure d'aciers H/F (Matériaux, physique du solide)

  • Thèse
  • Route du Cyclotron, 91400 Saclay, France (France)
  • Energy / Materials / Mechanics

Job description

Domaine : Matériaux, physique du solide

Contrat : Stage

Description du poste :

Déroulement du stage:
Ce stage vise à initier une étude analytique sur l'effet de l'hélium sur la microstructure et le gonflement d'aciers austénitiques inoxydables (Fe-Cr-Ni) de la série 300, représentatifs des matériaux des structures internes des REP, en particulier des aciers 304, irradiés aux ions et s'intéressera en particulier à l'influence de la température. Cette étude sera traitée plus largement au travers d'une thèse en collaboration avec EDF proposée à la suite de ce stage. Des caractérisations fines (échelle du grain et inférieure), couplées à des simulations en dynamique d'amas seront menées sur ces aciers irradiés aux ions.
Le travail à réaliser est ainsi scindé en trois volets permettant d'aborder les aspects caractérisation (microstructurale et mécanique) et simulation des matériaux :
- Des irradiations aux ions Fe (pour simuler le dommage) avec ou sans He (pour simuler les réactions de transmutation) seront réalisées à 550°C sur la plateforme JANNuS du CEA-Saclay pour déterminer les effets de l'hélium sur les évolutions microstructurales et l'impact de la température sera obtenu par comparaison avec des échantillons irradiés à 450°C.
- L'évolution de la microstructure « quantitative » des échantillons sera caractérisée en microscopie électronique en transmission (MET). Des essais de nano-indentation pourront être envisagés pour évaluer l'effet des conditions d'expérience (He+T) sur le durcissement et si possible le corréler à l'évolution de la microstructure.
- Des simulations en dynamique d'amas en utilisant le code CRESCENDO, co-développé par le CEA et EDF R&D, de l'évolution de la microstructure seront menées. Elles permettront d'affiner le modèle actuel.

Perspectives et travail de thèse:
L'étude analytique de l'effet de l'hélium sera poursuivie en thèse. De nouvelles irradiations seront à mener dans d'autres conditions pour compléter la matrice (à d'autres doses, avec des teneurs en hélium différentes pour une même dose, avec aussi implantation d'hydrogène…). Les caractérisations microstructurales (principalement par MET) et modélisations en dynamique d'amas seront poursuivies et permettront de mieux appréhender l'effet de l'hélium sur l'évolution de la microstructure et du gonflement. Ce travail de thèse permettra d'acquérir des compétences solides dans le domaine des matériaux en caractérisations et simulation, mais aussi sur les effets d'irradiation dans les matériaux.


Master M2 ou Ecole d'Ingénieur spécialité Science des Matériaux, Physique de la matière condensée.

Moyens mis en oeuvre :
- Expériences d'irradiation
- Caractérisation en microscopie électronique en transmission
- Essais de nano-indentation et simulations en dynamique d'amas.

Lieu : Route du Cyclotron, 91400 Saclay, France