Modélisation multiphysique du frittage du combustible nucléaire : effet de l'atmosphère sur la [...]

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

Résumé du poste

Une organisation de recherche reconnue cherche un doctorant pour une thèse sur un modèle chimique et mécanique du frittage de combustibles nucléaires. Le candidat devra travailler sur la modélisation multiphysique, comprendre les mécanismes de densification et optimiser les processus de fabrication au sein du laboratoire MISTRAL à Cadarache. Diplôme requis : Ecole d’ingénieur ou Master 2 en mécanique du solide ou en matériaux. Contact : Socié Adrien à [e-mail].

Qualifications

• Compétences en modélisation multiphysique et en mécanique des matériaux.

Responsabilités

• Réaliser un modèle thermique‑chimique‑mécanique du frittage du combustible nucléaire.
• Optimiser les cycles de fabrication et simuler l'impact de l’atmosphère.

Formation

Ecole d’ingénieur ou Master 2 en mécanique du solide ou en matériaux

Description du poste

Description du sujet de thèse

Cette thèse se consacre à la mise en place d'un modèle thermique‑chimique‑mécanique du frittage du combustible nucléaire, simulant l’impact de la composition et des propriétés physiques de l’atmosphère sur la densification des pastilles de UO₂. Le travail vise à comprendre les mécanismes observés et à optimiser les cycles de fabrication.

Domaine

Sciences pour l'ingénieur

Sujets de thèse

Modélisation multiphysique du frittage du combustible nucléaire : effet de l’atmosphère sur la cinétique du retrait

Contrat

Thèse

Description de l'offre

Les combustibles de dioxyde d’uranium (UO₂), utilisés dans les centrales nucléaires, sont des céramiques dont le frittage en phase solide est une étape-clé de la fabrication. L’étape de frittage consiste en un traitement thermique sous pression partielle contrôlée d’O₂ permettant de consolider, densifier le matériau et faire grossir les grains de UO₂. Le grossissement des grains induit la densification du matériau (fermeture des pores) et le retrait macroscopique de la pastille. Si le compact (poudre comprimée par pressage avant le frittage) admet de fortes hétérogénéités de densité, une différence de densification dans la pastille peut avoir lieu entraînant un retrait différentiel et l’apparition de défauts. De plus, l’atmosphère de frittage, c’est‑à‑dire la composition du gaz dans le four, impacte la cinétique de grossissement des grains et donc le retrait de la pastille. Ainsi, une simulation avancée permettrait d’améliorer la compréhension des mécanismes observés ainsi que d’optimiser les cycles de fabrication.

Ce travail de thèse sera mené au sein du Laboratoire commun MISTRAL (Aix‑Marseille Université/CNRS/Centrale Marseille et l’institut IRESNE du CEA‑Cadarache). Le doctorant valorisera ses résultats au travers de publications et participations à des congrès et aura acquis de solides compétences recherchées et valorisables dans un grand nombre de domaines académiques et industriels.

Université / école doctorale

Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (SIMPMN)
Aix‑Marseille Université

Localisation du sujet de thèse

Site

Cadarache

Critères candidat

Formation recommandée

Ecole d’ingénieur ou Master 2 en mécanique du solide ou en matériaux

Disponibilité du poste

01/02/2026

Personne à contacter par le candidat

Socié Adrien
[e-mail]
CEA
DES/DEC//LDOP
CEA Centre de Cadarache
DEC/SESC/LDOP
Bât.151
13108 St Paul Lez Durance
04 42 25 27 22

Tuteur / Responsable de thèse

LEJEUNES Stéphane
[e-mail]
CNRS
Laboratoire de mécanique et d'acoustique
4 impasse Nikola Tesla
CS 40006
13453 Marseille Cedex 13
0484525597

En savoir plus

https://www.researchgate.net/profile/Adrien-Socie
https://www.cea.fr/energies/iresne