Assimilation de données transitoires et calibration de codes de simulation à partir de séries temporelles
Dans le cadre de la simulation scientifique, certains outils (codes) de calcul sont construits comme un assemblage de modèles (physiques) couplés dans un cadre numérique. Ces modèles et la façon dont ils sont couplés utilisent des jeux de paramètres ajustés sur des résultats expérimentaux ou sur des résultats de calculs fins de type « Simulation numérique directe » (DNS) dans une démarche de remontée d’échelle. Les observables de ces codes, ainsi que les résultats expérimentaux ou les résultats des calculs fins, sont majoritairement des grandeurs temporelles. L’objectif de cette thèse est alors de mettre en place une méthodologie de fiabilisation de ces outils en ajustant leurs paramètres par assimilation de données à partir de ces séries temporelles.
Un travail sur l’ajustement de paramètres a déjà été réalisé dans notre laboratoire dans le cadre d’une thèse précédente, mais en utilisant des scalaires dérivés des résultats temporels des codes. La méthodologie développée durant cette thèse a intégré des étapes de criblage, de métamodélisation, et d’analyse de sensibilité qui pourront être repris et adaptés au nouveau format des données. Une étape préalable de transformation des séries temporelles sera à mettre au point, afin de réduire les données tout en limitant les pertes d’information. Des outils de machine learning /deep learning pourront être envisagés.
L’application de cette méthode se fera dans le cadre de la simulation des accidents graves de réacteurs nucléaires. Durant ces accidents le cœur se dégrade et du corium (magma de combustible et d’éléments de structure issus de la fusion du cœur du réacteur) se forme et peut se relocaliser et interagir avec son environnement (liquide réfrigérant, acier de la cuve, béton du radier, …). Certains codes de simulation d’accidents graves décrivent individuellement chaque étape / interaction, quand d’autres décrivent la totalité de la séquence accidentelle. Ils ont en commun d’être multiphysiques et d’avoir un nombre de modèles et de paramètres souvent grand. Ils décrivent des phénomènes physiques transitoires dans lesquels le caractère temporel est important.
La thèse se déroulera au Laboratoire de Modélisation des Accidents Graves de l’institut IRESNE au CEA Cadarache, dans une équipe au meilleur niveau national et mondial pour l’étude numérique des phénomènes liés au corium, de sa génération à sa propagation et son interaction avec l’environnement. Les techniques mises en œuvre pour l’assimilation de données ont également un important potentiel générique qui assurent des débouchés importants pour le travail proposé, dans le monde du nucléaire et ailleurs.
Etude et compréhension des mécanismes de thermo-conversion et dépolymérisation de déchets plastiques en conditions d’eau supercritique
La valorisation de déchets carbonés est un sujet d’actualité qui génère un grand intérêt dans la Economie circulaire du carbone. Des efforts substantiels ont été consacrés à renforcer les procédés durables ces dernières années. Ils reposent sur le développement des systèmes pour améliorer la circularité du carbone (recyclage de la matière et énergie).
La production mondiale de plastiques a doublé de 230 millions de tonnes en 2000 à 460 millions de tonnes en 2019. Cette production/consommation exponentielle a des conséquences importantes sur l’environnement. Malgré l'existence de méthodes de recyclage, seulement 9% de la production mondiale des plastiques est recyclé actuellement, et la quantité restante (pas valorisée) représente une véritable source de pollution [1].
Les mélanges de différents types de plastiques rendent difficile les étapes de tri, ce qui représente le principal inconvénient pour les systèmes de recyclage matière. Une application intéressante récemment rapportée dans la littérature est l’utilisation du procédé de gazéification hydrothermale pour traiter les rejets et mélanges des plastiques difficiles à trier pour produire un gaz riche en CH4 et H2 [2]. La gazéification hydrothermale (HTG) est un processus thermochimique qui utilise les conditions supercritiques de l'eau (T > 374 °C, P >221 bar), afin de convertir le carbone organique contenu dans la matière en une phase gazeuse (qui contient principalement CH4, H2, et CO2). En outre, la flexibilité du procédé permet aussi l’étude de dépolymérisation de ces déchets en conditions proche du point critique de l’eau, ce qui facilite l’obtention de molécules d’intérêt pour l’industrie chimique et leur réutilisation.
Ainsi, l’étude et compréhension des mécanismes de conversion de différents types de plastiques (et leurs mélanges) dans ce processus semble essential pour valoriser ces déchets. L’identification des voies réactionnelles est cependant toujours un verrou scientifique majeur. L’objectif de la thèse est l’étude des mécanismes réactionnels de transformation des charges modèles de plastiques et leurs mélanges en conditions d’eau supercritique. La compréhension des phénomènes pourra conduire à l’optimisation du procédé HTG (avec et sans catalyseurs) pour faciliter la production d’un gaz riche en CH4/H2 et l’obtention d’intermédiaires pour l’industrie chimique. Ce travail concerne la poursuite des recherches sur : i) l’étude de thermo-conversion et dépolymérisation des plastiques ; ii) l’étude du comportement des catalyseurs dans le milieu supercritique (activation/désactivation); iii) l’étude de la sélectivité vers la production d’un gaz contenant du CH4/H2 et d’intermédiaires.
Etude des relations ténacité - microstructure de nouveaux aciers nano-renforcés à haute performance
Les aciers ODS sont envisagés comme matériau pour les réacteurs de quatrième génération. Ils offrent une haute résistance en traction, en fluage [1-3]. Ce haut niveau de renforcement s’accompagne d’une réduction de la ductilité et de la ténacité. La mise en forme de tubes modifie la microstructure, il convient donc d’évaluer les propriétés du matériau sous sa forme finale. Les travaux de B. Rais [4] ont permis de comparer les différents essais et de développer un essai et une méthode d’analyse pour la mesure de ténacité sur tube mince.
Cette présente thèse utilisera ce nouvel essai afin d’évaluer la ténacité de diverses nuances ODS. Des microstructures variées issues de productions historiques et récentes permettront d’identifier les mécanismes, les paramètres clés pilotant la ténacité et d’identifier les paramètres microstructuraux qui pilotent la réponse du matériau. Dans ce travail on s’intéressera à des nuances ferritiques / martensitiques dont certaines sont issues d’un procédé de fabrication qui fait l’objet d’un dépôt de brevet [5-6] et pour lesquelles on observe pour la première fois des propriétés en résilience remarquables, associées à des bonnes propriétés mécaniques à chaud.
L’étude s’appuiera sur une confrontation expérience / modélisation. Ce travail de recherche appliquée permettra à l’étudiant d’acquérir des compétences solides en mécanique de la rupture et en caractérisation fine des matériaux (MEB, EBSD…). La bonne compréhension des relations propriétés mécaniques / microstructure permettra de comprendre l’origine des propriétés observées et de proposer de nouvelles optimisations sur les microstructures pour améliorer le comportement mécanique et / ou la mise en forme du matériau.
*Profil étudiant : Ingénieur ou M2 Mécanique / Matériaux
*Possibilité de faire un stage de Master / fin d'étude sur ce sujet en préalable à la thèse
Transition implicite/explicite pour la simulation numérique de problèmes d’Interaction Fluide Structure traités par des techniques de frontières immergées
Dans de nombreux secteurs de l’industrie, des phénomènes transitoires rapides interviennent dans des scénarii accidentels. Dans le cadre de l’industrie nucléaire, on peut citer, par exemple, l’Accident de Perte de Réfrigérant Primaire dans lequel une onde de détente susceptible de provoquer la vaporisation du fluide primaire et d’engendrer des dégâts structuraux se propage dans le circuit primaire d’un Réacteur nucléaire à Eau Pressurisée. De nos jours, la simulation de ces phénomènes transitoires rapides repose majoritairement sur des algorithmes d’intégration temporelle « explicites » car ils permettent de traiter de manière robuste et efficace ces problèmes qui sont généralement fortement non-linéaires. Malheureusement, du fait des contraintes de stabilité imposées sur les pas de temps, ces approches peinent à calculer des régimes permanents. Face à cette difficulté, dans de nombreux cas, on néglige les grandeurs cinématiques et les contraintes internes de l’état stationnaire du système considéré au moment de la survenue du phénomène transitoire simulé.
Par ailleurs, les applications visées font intervenir des structures solides en interaction avec le fluide, qui subissent de grandes déformations et peuvent éventuellement se fragmenter. Une technique de frontières immergées dite MBM (Mediating Body Method [1]) récemment développée au CEA permet de traiter de manière performante et robuste des structures à géométrie complexe et/ou subissant de grandes déformations. Cependant, ce couplage entre le fluide et la structure solide n’a été pensé que dans le cadre de phénomène transitoire « rapides » traités par des intégrateurs en temps « explicites ».
Le sujet de thèse proposé a pour objectif final d’enchaîner un calcul d’un régime nominal suivi d’un calcul transitoire dans un contexte d’interaction fluide/structure-immergée. La phase transitoire du calcul repose nécessairement sur une intégration temporelle explicite et fait intervenir la technique d’interaction fluide/structure MBM. Afin de générer un minimum de perturbations numériques lors de la transition entre les régimes nominal et transitoire, le calcul du régime nominal devra se faire sur le même modèle numérique que le calcul transitoire, et donc s’appuyer également sur une adaptation de la méthode MBM.
Des travaux récents ont permis de déterminer une stratégie efficace et robuste pour le calcul de régimes établis pour des écoulements compressibles, basée sur une intégration « implicite » en temps. Cependant, bien que générique, cette approche n’a pour le moment été éprouvée que dans le cas de gaz parfaits, et en l’absence de viscosité.
Les principaux enjeux techniques de cette thèse consistent, en se basant sur ces premiers travaux, à 1) valider et éventuellement adapter la méthodologie pour des fluides plus complexes (en particulier de l’eau), 2) introduire et adapter la méthode MBM pour l’interaction fluide-structure dans cette stratégie de calcul de régime établi, 3) introduire la viscosité du fluide, notamment dans le cadre de la méthode MBM développée initialement pour des fluide non-visqueux. A l’issue de ces travaux, des calculs de démonstration de transition implicite/explicite avec interaction fluide/structure seront mis en place et analysés.
Un stage de fin d'études préparatoire à ces travaux de thèse peut être mis en place, selon les souhaits du candidat.
[1] Jamond, O., & Beccantini, A. (2019). An embedded boundary method for an inviscid compressible flow coupled to deformable thin structures: The mediating body method. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 119(5), 305-333.
Analyse sismique de l’interface sol-fondation : Modélisation physique et numérique du basculement global et du décollement local
L’effet de l’interaction sol-structure, actuellement pas pris en compte dans le dimensionnement sismique des structures du Génie civil et de leur fondation dans la pratique professionnelle, pourrait influencer la conception de la structure porteuse. Les effets d’interaction sol-structure sont liés à l’interaction inertielle (efforts dans le système sol-bâtiment) et cinématique (influence de la surface de contact sol-fondation) (Semblat et Pecker, 2009). Une analyse plus précise de ces deux aspects nécessite une modélisation numérique tridimensionnelle (3D) du système sol-fondation-structure et de sa réponse temporelle, la définition de lois de comportement pertinentes pour les matériaux en régime plastique non linéaire et la caractérisation de leurs propriétés mécaniques. Cela permet de considérer directement la réduction de la capacité portante du sol suite à la plastification et la modification dans le temps de l’action sismique à la base de la structure. Dans les modèles 3D d’interaction sol-structure, la connexion entre le sol et la partie enterrée de la structure porteuse est généralement considérée comme rigide et les effets de frottement et surtout de décollement sont négligés.
L’existence de phénomènes complexes de décollement de la structure par rapport au sol au cours de la secousse sismique a été montrée par une série d’essais sur la table vibrante Azalée du CEA en octobre 1999 (CAMUS IV, Combescure et Chaudat, 2000). Il s’agissait d’un modèle de structure à l’échelle 1/3 reposant sur un bac de sable, ancré à la table vibrante. Les essais ont révélé du décollement au niveau de la fondation induisant une dissipation d’énergie, ainsi qu’un tassement et une rotation résiduels significatifs. D'autres études ont également souligné l'impact significatif du basculement et d’un décollement conséquent à l’interface sol-fondation sur la réponse sismique de la structure (Abboud, 2017; Chatzigogos, 2007; Gajan et al., 2021; Gazetas et Apostolou, 2004), ainsi que la perte d’élasticité et le comportement non linéaire du sol qui augmente le tassement permanent (Pelekis et al., 2021). Cependant, peu d'études dans la littérature évaluent l’effet de la rugosité de l'interface sol-fondation et proposent des lois de contact pour modéliser le tassement et le décollement pendant le basculement de la structure sous action sismique.
Dans le cadre des effets d’interaction, la compréhension des paramètres qui influencent le comportement de l’interface sol-fondation et la modélisation de la surface de contact reste un défi. Une approche combinée expérimentale et numérique sera développée dans la thèse proposée.
L’objectif principal de cette thèse est de permettre la transition entre la modélisation des effets locaux (frottement, décollement) à la simulation de la réponse globale de la structure (basculement, tassement, glissement). Cela en identifiant les paramètres physiques mesurables expérimentalement qui gèrent le phénomène localement et, en même temps, les paramètres dynamiques globaux altérés par les effets d’interaction (changement d’hauteur effective).
D’une part, une campagne expérimentale sera menée sur la table vibrante mono-axiale Vésuve. La maquette expérimentale consistera en un boîtier rigide contenant le sol de référence et une structure placée en surface. Le comportement du système sera suivi par des capteurs de pressions, des LVDT, des flexiforce, des accéléromètres etc. D’autre part, une méthode de modélisation numérique sera proposée et validée par comparaison avec les résultats expérimentaux. Enfin, une stratégie numérique sera proposée pour différents cas d’étude. Les paramètres de sortie obtenus par les simulations numériques seront corrélés aux paramètres mesurés afin d’optimiser leur calibration d’une part et de valider l’approche numérique d’autre part.
Résolution dans un cadre de calcul haute performance de problèmes de "point-selle" issus de la mécanique du contact entre structures déformables
Dans le domaine de la mécanique des structures, les systèmes simulés impliquent souvent des structures déformables qui peuvent entrer en contact. Ceci se traduit généralement dans les modèles numériques par des contraintes cinématiques sur l’inconnue du problème (i.e. le champ de déplacement), traitées par l’introduction d’inconnue dites duales qui assurent le respect de la non-interpénétration des structures qui entrent en contact. Ceci conduit à la résolution de systèmes linéaires dits de « point-selle » pour lesquels la matrice est « indéfinie » (elle a des valeurs propres positives et négatives) et « creuse » (la très grande majorité des termes de cette matrices sont nuls).
Dans le cadre du calcul parallèle haute performance, on se tourne vers des méthodes de résolution des systèmes linéaires dites « itératives » qui peuvent, au contraire des méthodes dites « directes », rester performantes pour des modèles numériques très raffinés lorsqu’on utilise un très grand nombre de processeurs de calcul en parallèle. Mais pour cela, elles doivent être soigneusement conçues et/ou adaptées en fonction du problème traité.
Alors que la résolution par des méthodes itératives de systèmes linéaires « définis positifs » (que l’on obtient en l’absence de contraintes cinématiques) est relativement bien maîtrisée, la résolution de systèmes linéaires de point-selle reste une difficulté majeure [1]. Une littérature relativement abondante propose des méthodes itératives adaptées pour le traitement du « problème de Stokes », emblématique de la mécanique des fluides incompressibles. Mais le cas des problèmes de point-selle issue de contraintes de contact entre structures déformables est un problème toujours relativement ouvert.
La thèse proposée consiste à proposer des méthodes itératives adaptées à la résolution de système linéaire de « point-selle » issus de problèmes de contact entre structures déformables, afin de permettre de traiter efficacement des modèles numériques de grande envergure. Les systèmes linéaires cibles ont une taille de plusieurs centaines de millions d’inconnues, distribués sur plusieurs milliers de processus, et ne peuvent à ce jour pas être résolus efficacement, ni par des méthodes directes, ni par des méthodes itératives préconditionnées « basiques ». On s’attachera en particulier à valider l’approche proposée par Nataf et Tournier [2] et à l’adapter aux cas où les contraintes n’agissent pas sur l’intégralité des inconnues primales.
Les travaux menés pourront être appliqués à de nombreuses problématiques industrielles, en particulier dans le cadre de l’industrie nucléaire. On peut citer par exemple le cas des pastilles combustible qui se dilatent sous l’effet de la température et de la génération de produits de fission, et viennent rentrer en contact avec la gaine métallique du crayon de combustible, ce qui peut favoriser une rupture de cette gaine [3].
Il s'agit d'un sujet de thèse en collaboration avec le laboratoire LIP6 (Sorbonne-université).
Un stage de fin d'études préparatoire à ces travaux de thèse peut être mis en place, selon les souhaits du candidat.
[1] Benzi, M., Golub, G. H., & Liesen, J. (2005). Numerical solution of saddle point problems. Acta numerica, 14, 1-137. (https://page.math.tu-berlin.de/~liesen/Publicat/BenGolLie05.pdf)
[2] Nataf, F., & Tournier, P. H. (2023). A GenEO Domain Decomposition method for Saddle Point problems. Comptes Rendus. Mécanique, 351(S1), 1-18. (https://doi.org/10.5802/crmeca.175)
[3] Michel, B., Nonon, C., Sercombe, J., Michel, F., & Marelle, V. (2013). Simulation of pellet-cladding interaction with the pleiades fuel performance software environment. Nuclear Technology, 182(2), 124-137. (https://hal.science/hal-04060973/document)
Caractérisation expérimentale et simulation numérique de la rupture d’oxydes intergranulaires : Application à la corrosion sous contraintes assistée par l’irradiation
Les alliages métalliques utilisés dans les applications industrielles peuvent former des couches d’oxydes en présence d’un environnement corrosif. Ces oxydes peuvent être répartis en surface et / ou se localiser au niveau des joints de grains. Dans ce dernier cas, les joints de grains oxydés peuvent rompre de manière fragile sous chargement mécanique, et potentiellement conduire à la rupture intergranulaire du matériau. Ce mécanisme est par exemple un scénario possible de la rupture de vis en acier inoxydable austénitique utilisées dans les Réacteurs nucléaires à Eau Pressurisée (REP). Sous l’effet du chargement mécanique, de l’irradiation par les neutrons et de la présence de l’environnement corrosif, ces vis peuvent se fissurer par un phénomène appelé corrosion sous contraintes assistée par l’irradiation. La modélisation de ce phénomène passe d’une part par la détermination des propriétés de rupture des oxydes intergranulaires, et d’autre part par la prise en compte des couplages entre fissuration, oxydation et irradiation. Dans cette thèse, une approche originale qui combinera expériences et simulations numériques est proposée. Dans un premier temps la mise en oeuvre de simulations numériques basées sur l’approche variationnelle de la rupture sera abordée pour concevoir des expériences de micromécanique de type micro-poutres visant d’une part à déterminer les propriétés de rupture des oxydes de manière fiable et d’autre part à étudier les couplages entre fissuration, oxydation et irradiation. En particulier, le couplage fissuration – oxydation préfigurant la transition entre amorçage et propagation sera étudié en détail. Dans un second temps, ces expériences seront réalisées sur des aciers modèles et d’intérêt industriel, puis interprétées à l’aide des simulations numériques. L’ensemble des résultats obtenus sera finalement incorporé dans des simulations d’agrégats polycristallins afin d’évaluer la possibilité de prédire de manière quantitative la fissuration intergranulaire dans le cadre du phénomène de corrosion sous contraintes assistée par l’irradiation.
A l’issue de la thèse, le doctorant aura acquis des compétences à la fois expérimentales – essais micromécaniques – et numériques – simulations numériques de rupture – à la pointe de l’état de l’art et applicables à un grand nombre de problématiques en mécanique des matériaux.
Un stage de Master 2 / fin d’études préparatoire à la thèse est disponible en 2024.
Vers des simulations numériques robustes et fidèles de systèmes dynamiques non-linéaires industriels incertains
Les vibrations se rencontrent dans de nombreux composants du parc nucléaire soumis à des écoulements fluides (générateur de vapeur par exemple). Les impacts et contacts avec frottement résultants peuvent conduire à une usure des matériaux qu’il convient de maitriser afin d’améliorer la maintenance et garantir la durée de vie de ces composants industriels.
Ainsi, il est nécessaire de bien connaitre les sollicitations subies par la structure, définir une modélisation fidèle du système et mettre en œuvre des méthodes numériques efficaces permettant d’obtenir les réponses dynamiques non-linéaires du système.
Afin d’améliorer en robustesse et performance les méthodes numériques actuellement utilisées à Framatome, CEA et EDF, cette thèse aura les objectifs suivants :
- mettre en œuvre un algorithme d’intégration temporelle efficace pour le cas des systèmes en contact frottement, permettant notamment de bien reproduire les effets de « stick-and-slip » et donc de la puissance d’usure des surface en contact.
- démontrer la capacité à simuler à la fois 1 unique tube et un faisceau de près de 5000 tubes en interaction,
- étudier l’applicabilité des modèles de couplage fluide-élastique identifiés sur un tube droit seul à un faisceau de tubes 3D multi-supportés,
- identifier l’influence relative des paramètres physiques et numériques en s’appuyant sur des approches probabilistes.
Un stage de Master 2 est prévu en introduction à cette thèse.
Profil recherché : Ingénieur de dernière année ou équivalent master 2. Spécialité en mécanique, attiré par les méthodes numériques, leur développement informatique et leur utilisation pratique.
Détection et diagnostic d’anomalies sur des structures de génie civil par couplage machine learning et simulation numérique
Le suivi des ouvrages en béton armé revêt une importance toute particulière quand il s’agit d’identifier de potentielles anomalies (fissuration ou déformations excessives par exemple) par rapport au fonctionnement nominal. Ces anomalies peuvent en effet avoir des conséquences tant sur le comportement global (résistance…) que sur la fonctionnalité (étanchéité…) de la structure. Pour répondre à cet enjeu (détection du défaut et prédiction des conséquences), un couplage fort entre données de mesure et simulations apparaît indispensable. La méthodologie actuelle s’appuie principalement sur une instrumentation initiale de l’ouvrage à partir d’avis d’experts ou de retours d’expérience mais les données ne sont pas exploitées et analysées au regard de codes de calcul numériques. Le sujet de thèse proposé se place dans le cadre d’une rupture méthodologique, à travers l’association d’outils de machine learning et de simulation numérique pour la détection et le diagnostic d’anomalies sur des structures de génie civil afin de développer une instrumentation intelligente et adaptative du suivi de la vie de l’ouvrage. La méthodologie s’articule autour des axes suivants : le traitement des données de mesure par machine learning conduisant à l’identification des zones potentiellement défaillantes, la reconstruction par métamodélisation de conditions aux limites adaptées autour de l’anomalie précédemment détectée et l’identification du défaut et de ses conséquences par la simulation numérique en utilisant les conditions aux limites issues de l’étape précédente. La thèse sera réalisée conjointement entre deux laboratoires du CEA : le LM2S, spécialiste des questions relatives à la mécanique des structures et le LIAD, unité de compétence autour de l’Intelligence Artificielle et la science des Données.
Le candidat recherché (niveau M2) devra avoir une appétence pour les méthodes numériques avancées (dont machine learning) ainsi que des connaissances en mécanique et/ou génie civil. A l'issue de la thèse, le candidat aura développé des connaissances et des compétences en simulation numérique, assimilation de données et mécanique qui pourront être efficacement valorisées à la fois dans le milieu industriel et académique.
La thèse pourra faire l'objet d'un stage de M2 préliminaire.
Développement d’un modèle numérique multi-échelle à base physique pour les gaines des crayons combustibles des réacteurs à eau pressurisée
Les crayons combustibles des réacteurs nucléaires à eau pressurisée sont constitués de pastilles d’oxyde d’uranium empilées dans des tubes en alliages de zirconium. En réacteur, ces matériaux subissent des sollicitations mécaniques conduisant à leur déformation irréversible. Afin de garantir la sureté et augmenter la performance des réacteurs, ces déformations doivent être modélisées et prédites de la façon la plus précise possible. De façon à encore améliorer la prédictivité des modèles, le caractère polycristallin de ces matériaux ainsi que les mécanismes physiques de déformation doivent être pris en compte. C’est l’objectif de cette étude qui consiste à développer un modèle numérique multi-échelle à base physique de la gaine des crayons combustible.
Le comportement mécanique des matériaux métalliques est généralement modélisé en considérant ceux-ci comme homogènes. Or, les phénomènes de plasticité cristalline à l’échelle des grains ainsi que le caractère polycristallin de ces matériaux pilotent au premier ordre leur comportement. Afin de prendre en compte leur caractère hétérogène, des modèles polycristallins, auto-cohérents en champ moyen, basés sur la théorie de l’homogénéisation des matériaux hétérogènes sont utilisés depuis de nombreuses années. Récemment, un modèle polycristallin, développé dans un cadre linéaire et isotherme, a pu être couplé à des calculs par éléments finis 1D axisymétriques pour simuler la déformation des gaines en réacteur. Un historique de chargement mécanique complexe, imitant les sollicitations subies par la gaine, a pu être simulé.
L’objectif de ce travail de thèse est d’étendre le domaine d’application de ce modèle notamment en l’appliquant à un cadre non-linéaire afin de simuler des sollicitations à forte contrainte, de l’étendre à des sollicitations anisothermes mais également de réaliser des simulations par éléments finis en 3D avec en chaque élément et chaque pas de temps une simulation par le modèle polycristallin. Ces développements théoriques et numériques seront finalement appliqués à la simulation du comportement des crayons combustibles en situation de rampe de puissance grâce à son intégration à une plateforme logiciel utilisée pour des applications industrielles. Cette approche permettra de mieux évaluer les marges disponibles pour faire fonctionner le réacteur de façon plus flexible, permettant ainsi de s’adapter à l’évolution du mix énergétique et cela en toute sécurité.