STAGE - Métamodèle pour la fragmentation des granules d'UO2 H/F

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

Résumé du poste

Une institution de recherche en France propose un stage en modélisation des combustibles nucléaires. Le candidat devra se concentrer sur l’amélioration de la simulation de la fragmentation des granules d'UO2. Ce stage est idéal pour un étudiant en dernière année d'école d'ingénieur, avec un fort accent sur le calcul scientifique. L'opportunité inclut des avantages tels que RTT et restauration collective.

Prestations

RTT

Réseau de ligne de bus gratuit

Restauration collective

Qualifications

• Compétences en modélisation avec un fort accent sur les mathématiques.
• Capacité à travailler sur des simulations discrètes (DEM).
• Fort intérêt pour la recherche et possibilité de poursuivre en thèse.

Responsabilités

• Améliorer la modélisation de la fragmentation des granules.
• Analyser la base d'apprentissage des simulations.
• Participer aux activités de l’équipe du laboratoire.

Connaissances

Modélisation numérique

Calcul scientifique

Statistiques

Formation

Dernière année d'école d'ingénieur / Master 2 (Bac +5)

Outils

ROCKABLE

EXADEM

Description du poste

STAGE - Métamodèle pour la fragmentation des granules d'UO2 H/F

Détail de l'offre

Référence : 2025-37555

Le stage est proposé par le Service d'Etudes et de Simulation du comportement des Combustibles (SESC) dans le Laboratoire de développement des OCS combustibles PLEIADES (LDOP). Vous serez accueilli·e au sein de l’IRESNE, institut de la DES, où vous intégrerez l’équipe du laboratoire et participerez pleinement à ses activités.

Informations générales

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat. Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.

Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.

Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité

Description de l'unité

Le Service d'Etudes et de Simulation du comportement des Combustibles (SESC) conçoit, développe et qualifie les combustibles nucléaires (élément combustible et assemblage) constituant le cœur des réacteurs. Il synthétise et intègre les connaissances acquises sur les combustibles de l'amont (fabrication), au comportement sous irradiation et à l'aval du cycle (entreposage). Il a en charge le développement de la plateforme logiciel PLEIADES de simulation des combustibles et des bases de données associées. Il est composé d'environ 80 permanents (essentiellement des ingénieurs) et d'une trentaine de doctorants et salariés en CDD.

Laboratoire de développement des OCS combustibles PLEIADES (LDOP) développe les outils de calculs scientifiques de la plateforme PLEIADES afin de modéliser le comportement du combustible de la fabrication, son comportement en réacteur à son entreposage.

Description du poste

Mathématiques, information scientifique, logiciel

Intitulé de l'offre

STAGE - Métamodèle pour la fragmentation des granules d'UO2 H/F

Sujet de stage

Le procédé de fabrication des combustibles nucléaires repose sur la métallurgie de poudres. Le pressage est une étape cruciale qui consiste à compacter la poudre (sous forme de granules) pour obtenir des pastilles dites « crues ». À l'échelle des granules, ce processus implique des phénomènes de réarrangement et de fragmentation qui conduisent à la densification du milieu. La modélisation de ce phénomène étant couteux en temps de calcul, de précédents travaux ont permis de mettre au point un premier métamodèle pour prédire la fragmentation à partir d’une granule modélisé en DEM par un cluster de sphères. L'objectif de ce stage est d’améliorer la modélisation de la fragmentation dans la base d’entraînement en utilisant cette fois des polyèdres (tessalisation de Voronoï) et de compléter le métamodèle avec un entrainement sur le nombre de fragments.

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

Vous serez accueilli·e au sein de l’IRESNE, institut de la DES, où vous intégrerez l’équipe du laboratoire et participerez pleinement à ses activités.

Contexte

Ce stage s’inscrit dans le cadre de la modélisation multi-échelle du procédé de pressage de poudres. La caractérisation mécanique d’un volume élémentaire représentatif (VER) de poudre par simulation discrète (DEM, Discrete Element Method) est une étape nécessaire pour prendre en compte les effets de la microstructure sur le comportement macroscopique à l’échelle de la pastille.

Objectif du stage

Une piste pour réduire ces temps de calcul est d’utiliser un métamodèle capable de prédire la fragmentation de particules non discrétisées.

Lors d’un précédent stage, des simulations DEM élémentaires basées sur la compression de granules représentés par des clusters de sphères ont permis de générer une base d’apprentissage et d’implémenter un métamodèle de type réseau de neurones.

Ce métamodèle prédit, à partir du tenseur de contrainte, si un cluster se fragmente ou non. Plusieurs difficultés ont été identifiées liées à la modélisation et la génération de la base de données pour représenter le phénomène de fragmentation (dépendance au nombre de sphères, chemins de contraintes trop restreints, sous-représentation des scénarios fragmentés).

Ce stage a pour objectif de poursuivre ces travaux en développant une base d’apprentissage plus réaliste. Les améliorations porteront sur l'utilisation de granules discrétisées par des cellules de Voronoï, la prise en compte de l’historique de chargement des granules, ainsi que l’intégration du nombre de fragments dans les sorties prédites par le métamodèle.

Étapes du stage

• Prise en main des outils DEM (ROCKABLE / EXADEM) et construction d’échantillons composés de granules discrétisés en cellules de Voronoï.
• Réalisation de simulations pour alimenter la base de données.
• Analyse de la base d’apprentissage (représentativité, répartition) et amélioration des entrées du métamodèle (prise en compte de l’historique de chargement) et mise en place du métamodèle et évaluation de ses prédictions.

Profil du candidat

• Dernière année d'école d'ingénieur / master2 (bac +5)
• Dominante calcul scientifique / modélisation numérique
• Possibilité de poursuivre en thèse

Pourquoi Intégrer le CEA ?

• Donner du sens à votre carrière en travaillant au service des grands enjeux sociétaux de demain.
• Avoir des perspectives de carrière avec plus de 60 familles de métier, des formations…
• Nos avantages : RTT, réseau de ligne de bus sur certains centres (gratuit), restauration collective, CSE…

Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l’intégration des personnes en situation d’handicap, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation.

Localisation du poste

France, Provence‑Côte d'Azur, Bouches du Rhône (13)

Diplôme préparé

Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs

Formation recommandée

Ecole d'ingénieur en mathématiques, statistiques, intelligence artificielle