Thèse en cours

Caractérisation de la restauration dynamique à haute température de la microstructure d'irradiation et de son impact sur le comportement mécanique d'un alliage de zirconium
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Auteur / Autrice : Nadjib Izitounene
Direction : Anne-Françoise Gourgues
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
Date : Inscription en doctorat le 06/02/2023
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre des Matériaux
Equipe de recherche : GEM - Genèse, Évolution et emploi des Microstructures - MAT
établissement opérateur d'inscription : Mines Paris-PSL

Résumé

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Les alliages de zirconium utilisés dans les réacteurs à eau pressurisée subissent, sous l'effet de l'irradiation, des modifications de leur microstructure induisant une évolution de leur comportement mécanique. Dans le cas de scénarios hypothétiques où la température du matériau peut atteindre très rapidement des valeurs élevées (>600°C), il convient de caractériser les évolutions microstructurales (restauration des défauts d'irradiation, changement de structure cristalline) induites par de telles conditions, ainsi que leur impact sur le comportement mécanique du matériau. Pour cela, des matériaux présentant une microstructure proche de celle du matériau irradié devront être produits grâce à des accélérateurs de particules chargées. Précisons que de telles expériences « n'activent » pas radiologiquement les matériaux, ce qui permet leur manipulation ultérieure. Des traitements thermiques dynamiques seront alors réalisés et des caractérisations microstructurales et mécaniques seront menées. Des outils tels que la microscopie électronique en transmission, la métallographie ou la diffraction des rayons X pourront être utilisés pour étudier les évolutions microstructurales du matériau au cours ou à l'issue du traitement thermique. L'évolution du comportement mécanique sera évaluée via des mesures de nano-indentation (et, éventuellement, via des essais micromécaniques sur éprouvettes miniaturisées). Ces éléments seront ensuite utilisés pour proposer un modèle permettant de rendre compte de l'effet de la restauration sur le comportement mécanique du matériau. Enfin, les résultats d'essais mécaniques disponibles au laboratoire, déjà réalisés par ailleurs sur des matériaux irradiés en réacteur commercial, seront interprétés à l'aide d'une simulation par éléments finis faisant appel au modèle identifié.