La caractérisation des matériaux en conditions extrêmes revêt un intérêt majeur dans nombre d’applications de recherche et industrielles. Fonderies, fusées, réacteurs… ont pour dénominateur commun, des systèmes multi-composants haute température, à fort potentiel d’agressivité thermochimique. Ces conditions compliquent grandement la mise en œuvre de techniques de mesures conventionnelles, i.e. à bases d’actuateurs en contact avec le système à caractériser, ce d’autant plus si ce dernier est liquide. Les propriétés d’intérêt régissant le comportement de ces véritables magmas que sont les systèmes liquides haute température, telles que la masse volumique, la tension de surface et la viscosité, doivent non seulement être intrinsèquement mesurées avec grande précision, mais aussi étroitement corrélées à la température prévalant au point de mesure.

Cette thèse a pour objet la mise au point d’un procédé s’appuyant sur deux techniques de pointe d’inspection par faisceau laser d’une surface liquide. En premier lieu, le/la doctorant(e) devra s’approprier et adapter un système d’interférométrie laser appliquée à des surfaces fondues, assujetties à des micro-perturbations contrôlées, permettant de déterminer la masse volumique, la tension de surface et la viscosité du liquide au locus de visée. Ensuite, il conviendra d’implémenter le couplage de ce module avec un système existant, appelé pyroréflectomètre, qui donne accès à la valeur de la température au droit de la visée laser, au sein d’un prototype unique. Ce dernier vise ainsi à la détermination directe et originale de lois constitutives locales et instantanées.

La nature innovante des travaux de thèse proposés nécessite une phase de développement et de qualification du nouvel instrument, dans un environnement d’excellence scientifique. C’est la raison pour laquelle, il est proposé durant la première moitié de thèse que l’adaptation interférométrique du pyroréflectomètre et les essais de qualification soient menées au laboratoire SIMaP (CNRS Grenoble), internationalement reconnu dans le domaine de l’inspection et l’actuation de systèmes liquides multicomposants. Dans une deuxième phase, le transfert de connaissances et les mesures sur les systèmes d’intérêts à très haute température seront menés dans le cadre de l’expertise développée sur l’installation VITI, au sein du Département de Technologie Nucléaire de l'institut IRESNE du CEA Cadarache.

Un travail réussi dans le cadre de cette thèse permettra à l’étudiant(e) d’acquérir des compétences approfondies et transverses, dans différents domaines relatifs à l’approche métrologique, l’instrumentation ainsi que les méthodes de caractérisation haute température. Par-delà cette thèse, il/elle pourra prétendre à un poste pour une carrière dans la recherche académique ou industrielle dans les domaines de l’instrumentation et/ou de la caractérisation des matériaux.