Le dioxyde d’uranium (UO2) constitue le principal combustible utilisé dans les réacteurs nucléaires à eau pressurisée (REP). En fonctionnement normal sous irradiation, le comportement mécanique et microstructural de l’UO2 évolue en raison de l’accumulation de défauts ponctuels (lacunes, interstitiels, amas de défauts) générés par les évènements de fission nucléaire. Ces défauts modifient le comportement thermo-mécanique du matériau, notamment par leur interaction avec les dislocations, influençant ainsi la plasticité, la relaxation des contraintes et, in fine, l'intégrité du combustible.
Une compréhension fine des mécanismes élémentaires gouvernant ces interactions est essentielle pour améliorer la modélisation du comportement mécanique du combustible irradié. En particulier, l’impact des défauts ponctuels sur la mobilité des dislocations reste un enjeu clé pour affiner les lois de comportement utilisées dans les outils de simulation multiéchelle de la plateforme PLEIADES, dédiés à la prédiction du comportement du combustible dans différentes conditions de fonctionnement (nominales, transitoires, accidentelles).
L’objectif de cette étude est donc d’analyser, à l’échelle atomique, les interactions entre dislocations et défauts ponctuels dans l’UO2 afin de quantifier leur influence sur les mécanismes élémentaires de plasticité. À cette fin, des calculs de dynamique moléculaire seront réalisés pour étudier l’effet de différents types de défauts ponctuels (ex : paires de Frenkel) sur la mobilité des dislocations en fonction de paramètres clés tels que la température et la contrainte appliquée. Ces travaux permettront d’extraire des lois de mobilité des dislocations en présence de défauts, qui serviront de données d’entrée pour les modèles micromécaniques utilisés dans les simulations à plus grande échelle, notamment celles mises en œuvre dans la plateforme PLEIADES.