STAGE - Simuler l'impact des défauts d'irradiation sur la conductivité thermique d'un combustib[...]

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

Résumé du poste

Un institut de recherche majeur en France cherche un(e) stagiaire pour simuler l'impact des défauts d'irradiation sur la conductivité thermique de combustibles. Le candidat idéal doit être en M2 ou école d'ingénieurs en physique du solide et posséder des compétences en modélisation et simulation. Ce stage offre une expérience pratique précieuse et une immersion dans un environnement de recherche dynamique.

Prestations

RTT

Réseau de transport gratuit

Restauration collective

Qualifications

• Étudiant(e) en M2 ou école d'ingénieurs avec compétences en physique/statistique.
• Motivé(e) par les applications de recherche amont.

Responsabilités

• Modéliser les défauts d’irradiation.
• Relier les défauts au transport thermique.
• Comprendre les interactions défauts/phonons.
• Prédire le comportement du combustible.

Connaissances

Compétences en modélisation

Théorie de la physique statistique

Simulation

Formation

M2 ou école d'ingénieurs en physique du solide

Outils

LAMMPS

CRESCENDO

Description du poste

Intitulé de l'offre

STAGE - Simuler l'impact des défauts d'irradiation sur la conductivité thermique d'un combustible H/F

Description du poste

Matériaux, physique du solide

Sujet de stage

Durant son irradiation en réacteur, le combustible nucléaire est fortement perturbé. En particulier, les défauts d’irradiation altèrent sa conductivité thermique, dimensionnante pour les caractéristiques des sûreté. Le but du stage est d’évaluer par diverses méthodes de simulation l’impact de ces défauts.

Le poste est basé à Cadarache, au sein du Département d'Etude des Combustibles qui offre l'opportunité d'échanges avec la plupart de spécialistes impliqués dans ce type d'étude (expérience, théorie, simulation ab initio ou DM, développeurs d'application de simulation matériaux).

Durée du contrat (en 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.

Lorsqu’un noyau d’uranium se scinde, les deux fragments de fission traversent le matériau combustible à près de 15.000 km/s, déposant toute leur énergie en quelques picosecondes dans le réseau cristallin. Celui-ci est violemment perturbé avant de retrouver quasiment son état initial - à une exception près: des centaines de milliers d’atomes restent déplacés de leur site. Ces défauts d’irradiation ne sont pas de simples curiosités microscopiques ; ils ont un impact majeur sur les propriétés du matériau. En particulier, ils perturbent la propagation des phonons, ces vibrations qui transportent la chaleur, modifiant ainsi la conductivité thermique.

L’objectif de ce stage est de quantifier l’impact des défauts d’irradiation sur la conductivité thermique de l’UO₂, le combustible standard utilisé dans les réacteurs nucléaires.

Votre travail s’articulera autour de plusieurs étapes clés :

• Modéliser les défauts d’irradiation : avec un code de dynamique d’amas, vous simulerez l’évolution des populations de défauts dans différentes conditions d’irradiation.
• Relier les défauts au transport thermique : vous combinerez les concentrations de défauts simulées avec les coefficients de variation de la conductivité, calculés, dans le cadre d’une thèse en cours, par dynamique moléculaire classique et ab initio. Vous enrichirez également ce jeu de données en réalisant des calculs similaires pour les défauts manquants.
• Développer une compréhension physique : au-delà des calculs, vous contribuerez à une interprétation à partir des interactions défauts/ phonons.
• Prédire le comportement du combustible : enfin, vous simulerez l’évolution de la conductivité thermique dans le combustible réel, soumis à différents historiques de température et de flux neutronique.

Ce projet s’inscrit dans un programme de physique multi-échelle de long terme, qui associe simulations à l’échelle atomique, modèles mésoscopiques et études à l’échelle du crayon combustible. L’objectif ultime est de développer des outils prédictifs utiles à la recherche comme à l’industrie nucléaire.

À l’issue du stage, vous aurez non seulement approfondi vos compétences en science des matériaux, physique de l’irradiation et transport thermique, mais aussi acquis une expérience concrète de la manière dont différentes approches de modélisation et les expériences se complètent pour relever des défis industriels réels dans le domaine de l’énergie nucléaire.

Moyens / Méthodes / Logiciels

Dynamique Moléculaire Classique (LAMMPS), cinétique des défauts d'irradiation (CRESCENDO)

Profil du candidat

• Vous suivez un M2 ou une école d’ingénieurs en sciences des matériaux, physique ou chimie du solide, avec un goût et des compétences pour la théorie (physique statistique, physique du solide) et la simulation.
• Vous êtes motivé par les applications de la recherche amont et souhaitez vous insérer dans un milieu riche et pluridisciplinaire (théorie, simulation, logiciel, experimentation).

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)

Ville

Critères candidat

Formation recommandée

Master 2 ou Ecole d\'engineering en cours en physique du solide, physique des matériaux, ph

Possibilité de poursuite en thèse

Demandeur

Disponibilité du poste

Informations générales

Entité de rattachement

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.

Entité de rattachement

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

Référence

2025-37135

Description de l'unité

Le Service d'Etudes et de Simulation du comportement des Combustibles (SESC) assure les missions suivantes :

• la conception et le dimensionnement des éléments combustibles et assemblages constituant le cœur des réacteurs nucléaires
• la conception, le suivi, la réalisation d'expériences d’irradiation pour tester le comportement des combustibles sous irradiation
• le développement, la validation et la maintenance des outils de calculs au sein de la plateforme de simulation du comportement des combustibles nucléaires PLEIADES (architecture, codes de calcul, applications et composants, méthodes numériques)
• le développement, la maintenance et le chargement de l'ensemble des bases de données concernant le comportement du combustible
• la modélisation physique décrivant les procédés de fabrication et le comportement du combustible sous irradiation afin d'alimenter les codes de performances du combustible utilisés dans les études de comportement
• la simulation théorique des effets d'irradiation par des études à effets séparés permettant d'améliorer les connaissances (données et modèles de base) sur le comportement du combustible sous irradiation et utilisant les données issues des grands instruments (synchrotron, accélérateurs) ou encore les calculs haute performance (GENCI, CCRT).