Modélisation thermo-chemo-mécanique du frittage : effet de l'atmosphère et de la densification [...]

CEA; Saint-Paul-lès-Durance; Sur place; EUR 20 000 - 40 000; Plein temps

Résumé du poste

Une thèse passionnante est proposée au sein d'un laboratoire de recherche de pointe, se concentrant sur la modélisation thermo-chemo-mécanique du frittage des céramiques utilisées dans les centrales nucléaires. Ce projet permettra d'explorer les effets de l'atmosphère et de la densification sur le retrait des pastilles de dioxyde d'uranium. Le candidat idéal sera un étudiant en école d'ingénieur ou en Master 2, désireux d'acquérir des compétences précieuses dans un environnement académique et industriel. Rejoignez une équipe dynamique et contribuez à des recherches qui façonnent l'avenir de l'énergie nucléaire.

Qualifications

• Formation recommandée : Ecole d'ingénieur ou Master 2 en mécanique du solide ou en matériaux.
• Compétences en modélisation et simulation nécessaires.

Responsabilités

• Mise en place d'un modèle thermo-chemo-mécanique pour simuler le frittage.
• Analyse de l'impact de l'atmosphère sur la densification du combustible.

Connaissances

Modélisation thermo-chemo-mécanique

Simulation multiphysique

Densification des matériaux

Cinétique de diffusion d'oxygène

Formation

Ecole d'ingénieur

Master 2 en mécanique du solide

Master 2 en matériaux

Description du poste

Description du sujet de thèse

Domaine
Sciences pour l'ingénieur

Sujets de thèse
Modélisation thermo-chemo-mécanique du frittage : effet de l'atmosphère et de la densification différentielle sur le retrait des pastilles

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 de O2 permettant de consolider, densifier le matériau et faire grossir les grains de UO2. La densification induit un 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.
Cette thèse se consacre à la mise en place d'un modèle thermo-chemo-mécanique du frittage pour simuler l'impact de la composition et les propriétés physiques de l'atmosphère sur la densification du combustible à l'échelle de la pastille. Cette échelle nous permettra de considérer les gradients de densité issus du pressage, mais également de prendre en compte la cinétique de diffusion d'oxygène impactant localement la vitesse de densification qui elle-même impactera le processus de transport. Une simulation multiphysique est nécessaire pour simuler le couplage de ces phénomènes.
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 qui sont 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

Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2025

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.cea.fr/energies/iresne