Importance des effets élastiques sur les défauts d'irradiation formés dans des métaux purs irradiés

Importance of elastic effects on irradiation defects formed in irradiated pure metals

• Auteur / Autrice : Lisa Vessier--alary
• Direction : Yann Le bouar
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences des Matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 03/10/2024
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ONERA/LEM Laboratoire d'Etude des Microstructures
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Irradiation

Microscopie électronique en transmission

Elasticité

Défauts cristallin

Alliages métalliques

Elasticity

Metallic alloys

Transmission electron microscopy

Irradiation

Crystalline defects

Résumé

Une des spécificités de l'industrie nucléaire est de soumettre certains matériaux à une irradiation. Lors de cette sollicitation, la structure interne des matériaux évolue et de nombreux défauts sont créés, ce qui dégrade les propriétés macroscopiques et peut conduire à une limitation de la durée de vie des pièces. Le travail proposé dans cette thèse est une étude fondamentale, sur des matériaux modèles, visant à mieux comprendre le comportement sous irradiation des alliages métalliques. Le travail, principalement expérimental, consiste à étudier de manière systématique les boucles de dislocations créés lors de l'irradiation dans des métaux purs afin de mettre en évidence l'importance de l'élasticité et de son anisotropie sur la formation et l'évolution de ces défauts. Les matériaux seront irradiés aux ions lourds in-situ dans la plateforme Jannus Orsay ou ex-situ dans la plateforme Jannus du CEA de Saclay. Ils seront ensuite caractérisés en microscopie électronique en transmission sur des appareils de dernière génération. Enfin, la partie simulation du travail consistera à utiliser des codes existants (Monte Carlo sur objet, Champ de phase) afin de modéliser l'arrangement et la forme des défauts cristallins. L'ensemble des résultats obtenus permettra de clarifier le rôle de l'anisotropie élastique lors de l'irradiation des alliages métalliques.

One of the specificities of the nuclear industry is to subject certain materials to irradiation. During this solicitation, the internal structure of these materials evolves and many defects are created, which degrades the macroscopic properties and can lead to a decrease of the lifespan of the parts. The work proposed in this thesis is a fundamental study, on model materials, to better understand the behavior of metal alloys under irradiation. The work, mainly experimental, consists in studying systematically the dislocation loops created during irradiation in pure metals in order to highlight the importance of elasticity and its anisotropy on the formation and evolution of these defects. The materials will be irradiated by heavy ions in-situ in the Jannus platform at Orsay or ex-situ in the Jannus platform at CEA Saclay. They will then be characterized by transmission electron microscopy on state-of-the-art equipments. Finally, the simulation part of the work will consist in using existing codes (Object Kinetic Monte Carlo, phase field) in order to model the arrangement and the shape of the crystal defects. The results of this work will clarify the role of elastic anisotropy during the irradiation of metallic alloys.