Effet de la porosité sur la conductivité thermique du matériau combustible MOX (U,Pu)O2

CEA; Saint-Paul-lès-Durance; Sur place; EUR 40 000 - 60 000; Plein temps

Résumé du poste

Un institut de recherche scientifique recherche un doctorant pour une thèse sur l'effet de la porosité sur la conductivité thermique des matériaux MOX. Le projet implique des mesures des propriétés thermiques à très hautes températures et comprend des collaborations avec des institutions internationales. Le candidat idéal devra avoir des compétences en matériaux et sera impliqué dans des recherches applicables à la science des matériaux. Cette thèse se déroulera à Cadarache, au sein du CEA.

Qualifications

• Compétences techniques en interprétation de données expérimentales.
• Modélisation applicable à différents domaines de la science des matériaux.

Responsabilités

• Évaluer l'effet des pores sur la conductivité thermique des matériaux fissiles.
• Réaliser des mesures thermiques à très hautes températures.
• Collaborer avec des partenaires industriels et mener des études.

Formation

Matériaux

Description du poste

Description du sujet de thèse

Description du sujet de thèse

Domaine

Domaine
Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences

Sujets de thèse

Sujets de thèse
Effet de la porosité sur la conductivité thermique du matériau combustible MOX (U,Pu)O2

Contrat

Contrat
Thèse

Description de l'offre

Description de l'offre
La performance des combustibles nucléaires dépend fortement de leur comportement thermomécanique, et donc de leur conductivité thermique. Cette propriété varie avec la microstructure du matériau qui peut présenter des hauts niveaux de porosité, notamment dans le cas des oxydes mixtes d'uranium et de plutonium utilisés dans les réacteurs rapides.
Le but de cette thèse est d'évaluer l'effet de la quantité et de la forme des pores sur la conductivité thermique de ces matériaux fissiles et de proposer une loi de conductivité thermique pour les MOX prenant en compte la quantité, la taille, la forme et l'interconnectivité de leur porosité. Pour ce faire, des mesures récentes de propriétés thermiques sont en cours de réalisation par des techniques performantes de chauffage laser permettant d'appréhender le comportement du combustible dans des domaines de température peu explorés à ce jour, à savoir les très hautes températures (typiquement jusqu'à 2800°C), dans le centre de recherche européen (JRC) à Karlsruhe. Ces mesures sont réalisées sur des matériaux présentant des microstructures différentes et seront comparés à des résultats obtenus par simulation à cette échelle (analyse d'image, passage 2D/3D, TM-FFT) [1].
La thèse se déroulera sur le centre du CEA Cadarache au sein de l’Institut de Recherche sur les Systèmes Nucléaires pour la production d’Énergie bas carbone (IRESNE) dans le Laboratoire d’Expertise et de Validation des Applications multi-filières (LEVA). Le LEVA fait partie du Service d’Étude et de Simulation du Combustible (SESC) et a pour mission de :

• Répondre aux besoins des partenaires industriels par des études ;
• Réaliser la validation des Outils de Calculs Scientifiques (OCS) de la plateforme PLEIADES ;
• Approfondir la compréhension du comportement combustible ;
• Gérer les bases de données combustibles.

Enfin, la collaboration avec JRC Karlsruhe sera l'opportunité de travailler dans un cadre international qui est une des forces du LEVA.
Ce travail permettra la valorisation des travaux de recherche lors de conférences et de publications dans des revues à comités de lecture. De plus, l’étudiant en thèse aura l'occasion d’acquérir ou de conforter certaines compétences techniques (interprétation de données expérimentales, modélisation) applicables à différents domaines de la science des matériaux et de l’ingénieur.
[1] Ce travail s'inscrit naturellement dans les perspectives évoquées dans la thèse 'Thermal conductivity of mixed oxide fuel (MOX) : effect of temperature, elementary chemical composition, microstructure and burn-up in reactor' - TEL - Thèses en ligne.

Université / école doctorale

Université / école doctorale
Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (SIMPMN)
Aix-Marseille Université

Localisation du sujet de thèse

Localisation du sujet de thèse

Site

Site
Cadarache

Critères candidat

Critères candidat

Formation recommandée

Formation recommandée
Matériaux

Demandeur

Demandeur

Disponibilité du poste

Disponibilité du poste
01/10/2026

Personne à contacter par le candidat

Personne à contacter par le candidat
GERMAIN Allan [e-mail]
CEA
DES/DEC/SESC/LEVA
Pièce 117 bat 151
0442256545

Tuteur / Responsable de thèse

Tuteur / Responsable de thèse
GASPAR Jonathan [e-mail]
CNRS
IUSTI
Laboratoire IUSTI, Technopôle de Château-Gombert,5 rue Enrico Fermi, 13453 Marseille cedex 13, FRANCE.
0491106868

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