Qui sommes-nous ?
Espace utilisateur
Formation continue
Credit : L. Godart/CEA
D’un jour à plusieurs semaines, nos formations permettent une montée en compétence dans votre emploi ou accompagnent vers le retour à l’emploi. 
Conseil et accompagnement
Crédit : vgajic
Fort de plus de 60 ans d’expériences, l’INSTN accompagne les entreprises et organismes à différents stades de leurs projets de développement du capital humain.
Thèses
Accueil   /   Thèses   /   Effet d’un gradient de densité sur le frittage de UO2 : modélisation de l’échelle granulaire vers un Volume Elementaire Représentatif

Effet d’un gradient de densité sur le frittage de UO2 : modélisation de l’échelle granulaire vers un Volume Elementaire Représentatif

Mathématiques - Analyse numérique - Simulation Matière ultra-divisée, physico-chimie des matériaux Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences Sciences pour l’ingénieur

Résumé du sujet

L’énergie nucléaire est l’un des moyens permettant de produire de l’électricité décarbonée, et donc de lutter contre le réchauffement climatique. Les combustibles utilisés dans les centrales nucléaires sont des céramiques, dont le frittage en phase solide est une étape-clé de la fabrication permettant de consolider et de densifier le matériau en obtenant une microstructure contrôlée (porosité, taille de grains).
Sa modélisation a été entreprise par le Département d’Etude du Combustible du CEA/IRESNE Cadarache en vue de comprendre et de maîtriser notamment le frittage des combustibles UOx et (U,Pu)O2. L’objectif du CEA et de ses partenaires industriels est de disposer, à terme, d’un outil de calcul scientifique qui sera intégré à la plateforme logicielle PLEIADES permettant ainsi de simuler le combustible nucléaire de sa fabrication à son comportement en réacteur.
L’objectif de la thèse est d’inclure dans l’outil de simulation les algorithmes développés dans la thèse précédente (sur le MOX), et visera ainsi la détermination de l’évolution de la microstructure du combustible UOx lors de sa fabrication, incluant des évolutions topologiques liées au grossissement granulaire et à la diminution de celle des pores (comme l’élimination de la porosité fermée située en volume ou située aux joints de grains). Le passage à des Volumes Élémentaires Représentatifs suffisamment grands au regard des phénomènes à étudier nécessitera dans un premier temps une parallélisation du code pour évoluer vers des calculs Haute Performance puis, si besoin, vers la mise en œuvre de modèles avec une vision plus macroscopique du matériau.
La thèse se déroulera dans un environnement collaboratif stimulant, incluant des experts de la modélisation numérique et de l’étude du combustible à toutes les échelles. Des échanges seront également encouragés avec les expérimentateurs experts du frittage d’autres unités du CEA. A l’issue de la thèse, le ou la candidate aura acquis de fortes compétences en modélisation mulitiéchelle des matériaux, des atouts très valorisés pour une poursuite de carrière dans la recherche académique ou privée.

Laboratoire

Département d’Etudes des Combustibles
Service d’Etudes de Simulation du Comportement du combustibles
Laboratoire de Modélisation Multi-échelles des Combustibles
Top envelopegraduation-hatlicensebookuserusersmap-markercalendar-fullbubblecrossmenuarrow-down