STAGE - Simulations atomistiques des effets des éléments d'alliage au sein de céramiques nucléa[...]

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

Résumé du poste

Un acteur majeur de la recherche en France recherche un stagiaire pour travailler sur des simulations atomistiques des effets des éléments d'alliage dans les céramiques nucléaires. Le candidat idéal aura un Master en Physique du Solide ou Physico-Chimie et de bonnes bases en thermodynamique. Ce stage mène à des compétences valorisables en science des matériaux et en énergie, et les candidats doivent être motivés par la perspective d'un doctorat.

Prestations

RTT

Restauration collective

Réseau de transport

CSE

Qualifications

• Formation en Physique du Solide, de Physico-Chimie requise.
• Bonnes connaissances en thermodynamique nécessaires.
• Motivation pour un doctorat après le stage souhaitée.

Responsabilités

• Développer des outils de simulation avancés.
• Calculer les propriétés thermo-physiques et mécaniques du combustible UO2.
• Interpréter et visualiser les résultats de simulations.

Connaissances

Méthodes numériques

Thermodynamique

Dynamique moléculaire

Modélisation multiéchelle

Formation

Master de Physique du Solide ou Physico-Chimie

Outils

Langages de programmation pour simulations

Description du poste

Description du poste

STAGE- Simulations atomistiques des effets des éléments d\'alliage au sein de céramiques nucléaires H/F

Sujet de stage

Simulations atomistiques au sein de céramiques nucléaires des effets des éléments d\'alliage sur les propriétés thermo-physiques et mécaniques.

Développement et utilisation des outils de simulation à l\'échelle atomique (DFT, dynamique moléculaire, potentiels empiriques et ML) pour évaluer des lois matériaux fiables pour le combustible UO2 incorporant du gadolinium.

Objectif du stage

Objectif du stage : Développer et utiliser des outils de simulation avancés pour évaluer, à l’échelle atomique, des lois matériaux plus physiques pour le combustible UO2 incorporant du gadolinium. Le cœur de la démarche reposera sur de la simulation atomistique exploitant la méthode de la dynamique moléculaire classique.

Missions proposées :

Calculer par dynamique moléculaire, pour le combustible UO2 incorporant du gadolinium, les propriétés thermo-physiques et mécaniques décrites ci-dessous en fonction de la température (20 °C à 2850 °C) et de la teneur en gadolinium (Gd de 0 à 8%) :

• Propriétés thermo-physiques : paramètre de maille, chaleur spécifique, diffusivité thermique, densité, conductivité thermique (déduite des précédentes) et température de fusion.
• Propriétés mécaniques : dilatations thermiques, modules élastiques et, optionnellement, les propriétés à rupture intergranulaires (modélisation de bi-cristaux avec étude de l’influence des orientations des grains).

Interpréter et visualiser les résultats pour les comparer aux mesures et aux lois phénoménologiques disponibles au sein de la littérature internationale.

Ce que vous apprendrez

Manipuler des méthodes numériques de pointe à l\’interface entre mécanique quantique et simulations atomistiques.

Développer des compétences valorisables dans le domaine de l’énergie, de la science des matériaux et de la modélisation avancée.

Intégrer une équipe dynamique au CEA Cadarache, en collaboration étroite avec EDF et Framatome, et participer à la recherche sur les combustibles nucléaires exploités en cœur de réacteur.

Moyens / Méthodes / Logiciels

Profil du candidat

• Master de Physique du Solide, de Physico-Chimie, ou du même type.
• Bonnes connaissances en thermodynamique.
• Envie d’apprendre, d’explorer des méthodes de modélisation multiéchelle appliquées à la physique des matériaux et de contribuer à des recherches concrètes pour l’énergie nucléaire du futur.
• Une première expérience en simulation numérique atomistique (dynamique moléculaire, modélisation matériaux) est un plus, mais la curiosité et la motivation comptent autant.
• Le stage se poursuivant par une thèse déjà financée, la motivation pour réaliser un doctorat est requise.

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)

Informations générales

Entité de rattachement : Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l\'économie et de l\'État. 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

Référence

2025-38015

Description de l\'unité

Les outils de calcul scientifique nécessaires à l\'étude du comportement des combustibles sous irradiation sont développés au sein du Service d\'Etudes et de Simulation du comportement des Combustibles (SESC) et capitalisés dans la plateforme numérique PLEIADES. Ces outils de calcul contiennent des lois et des modèles simplifiés permettant d\'accéder à des temps de calcul raisonnables. Le Laboratoire de Modélisation du Comportement des Combustibles a pour missions principales :
- d\'apporter les éléments justifiant les simplifications utilisées dans les applications de la plateforme PLEIADES
- d\'intégrer l\'approche multiéchelle des calculs atomistiques jusqu\'à la représentation mésoscopique dans les calculs à l\'échelle de la microstructure
- Simuler par des calculs de l\'échelle atomique à l\'échelle du grain les matériaux combustibles pour accéder à leurs propriétés
- de dimensionner les expériences analytiques et les interpréter en liaison avec les laboratoires réalisant les expérimentations
- de développer les approches thermochimiques nécessaires à la compréhension du comportement du combustible