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Description du sujet de thèse

Domaine
Sciences pour l'ingénieur

Sujets de thèse
Effet de la radiolyse de l'eau sur le flux d'absorption d'hydrogène par les aciers inoxydables austénitiques en réacteur nucléaire à eau pressurisée

Contrat
Thèse

Description de l'offre
Dans les réacteurs nucléaires à eau pressurisée, les éléments constitutifs du cœur sont exposés à la fois à des phénomènes de corrosion en milieu primaire, de l'eau pressurisée sous 150 bar et 300 °C environ, et à un flux neutronique. Les aciers inoxydables du cœur subissent des dommages dus à la combinaison du bombardement neutronique et de la corrosion. De plus, la radiolyse de l'eau peut impacter les mécanismes et cinétiques de corrosion, la réactivité du milieu et a priori les mécanismes et cinétique d'absorption d'hydrogène par ces matériaux. Ce dernier point, non étudié encore, peut s'avérer problématique car l'hydrogène en solution solide dans l'acier peut conduire à la modification (et la dégradation) des propriétés mécaniques de l'acier et induire une fissuration prématurée de la pièce. Cette thèse très expérimentale sera centrée sur l'étude de l'impact des phénomènes de radiolyse sur les mécanismes de corrosion et de prise d'hydrogène d'un acier inoxydable 316L exposé au milieu primaire sous irradiation. L'hydrogène sera tracé par le deutérium, et l'irradiation neutronique simulée par irradiation électronique sur accélérateurs de particules. Une cellule perméation existante sera reconfigurée pour permettre de mesurer in operando par spectrométrie de masse le flux de perméation de deutérium à travers un échantillon exposé au milieu primaire simulé en conditions de radiolyse. La distribution de l'hydrogène dans le matériau, ainsi que la nature des couches d'oxydes formées, seront analysées finement à l'aide des techniques de pointe disponibles au CEA et dans les laboratoires partenaires. Le(a) doctorant(e) devra in fine (i) identifier les mécanismes en jeu (corrosion et entrée d'hydrogène), (ii) en estimer les cinétiques et (iii) modéliser l'évolution du flux d'hydrogène dans l'acier fonction de l'activité de la radiolyse.

Université / école doctorale
Energie - Matériaux - Sciences de la Terre et de l'Univers (EMSTU)
Orléans

Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay

Critères candidat
Formation recommandée
Ingénieur ou M2: matériaux, chimie, métallurgie

Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2025

Personne à contacter par le candidat
MARTIN Frantz
CEA
DES/DRMP/S2CM/LECA
CEA de Saclay
DEN/ISAS/DRMP/S2CM/LECA
Bat. 458, p. 119
91191 Gif sur Yvette cedex
01 69 08 48 86

Tuteur / Responsable de thèse
BARTHE Marie-France
CEMHTI-CNRS
CNRS UPR3079
Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation
Site Cyclotron
3A rue de la Férolerie
45071 Orléans cedex 2

+33 (0) 238 25 54 29

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