Le CEA, en collaboration avec EDF et Framatome, développe la plateforme numérique PLEIADES qui permet de simuler, sur la base d’une approche multi-physique et multi-échelle, le comportement thermomécanique et thermochimique du combustible en régime normal ou incidentel. Dans le code ALCYONE, application PLEIADES dédiée au combustible REP, le couplage entre la diffusion thermique, la thermo-diffusion de l’oxygène et les calculs d’équilibres chimiques locaux est déjà traité. De plus, de récents travaux ont permis le développement et l’intégration dans la plateforme PLEIADES d’un modèle de champ de phase pour traiter simultanément ces trois mécanismes physiques avec un transitoire de changement de phase liquide/solide dans le combustible. Selon les conditions thermodynamiques, la composition et le degré d’oxydation du combustible, la prise en compte du gaz dans le système s’avère nécessaire, même à des températures en deçà du liquidus. Or, la modélisation actuelle n’en tient pas compte.
L’objectif de ce travail de recherche est d’étendre la modélisation par champ de phase actuellement disponible dans PLEIADES au cas d’un système triphasique liquide/solide/gaz. Il s’agit donc de développer et d’intégrer dans la plateforme un nouveau modèle pour traiter simultanément les phénomènes de changement de phase impliquant le gaz (formation ou interaction) au sein du combustible REP avec la diffusion thermique, la thermo-diffusion de l’oxygène et l’équilibre chimique local dans le combustible.
Pour la réalisation de ce travail, le candidat retenu sera immergé dans l’environnement scientifique de haut niveau du Laboratoire de Simulation du comportement du Combustible du Département d’Etude des Combustibles sur le centre de recherche du Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA) de Cadarache. Ce travail pourra être valorisé par une publication dans une revue à comité de lecture.