Stage n°1 - SFA Poitiers

Proposition de Stage/PFE
avec EDF - R&D département MMC, Les Renardières.
Modélisation de l’évolution de la microstructure sous irradiation et du gonflement dans les
structures internes des réacteurs
Contexte :
Ce stage se situe dans le cadre du vieillissement sous irradiation des Internes de Cuve de Réacteurs à Eau
Pressurisé. Les composants Internes de Cuve, en acier inoxydable austénitique, sont soumis au
bombardement neutronique qui modifie profondément la microstructure du matériaux (restauration du
réseau de dislocation, formation de boucles de Frank, formation de cavités, de précipités…) et qui à terme
mène à la dégradation de ces propriétés mécaniques. La modélisation de l’évolution de la microstructure
des aciers austénitiques sous irradiation a pour objectif de mieux comprendre les mécanismes d'évolution
de la microstructure et de pouvoir quantifier l'influence de différents paramètres (température, dose, etc.)
sur cette évolution. A partir de la description de l’évolution de la microstructure, l’objectif final est de
prédire les propriétés macroscopiques des matériaux tout au long de la durée de fonctionnement des
réacteurs.
Objectif du stage :
Les méthodes de dynamique d’amas (D.A) ont été développées pour aboutir à une description de la
microstructure. Ces méthodes, en champ moyen, s’inspirent de la « cinétique chimique » : les réactions
possibles (agglomération, émission) entre les différents types d’amas (interstitiels, lacunaires avec ou sans
Hélium) produits sous irradiation sont décrites par des taux de réaction entre espèces dans une solution
homogène. L’évolution de ces variables est décrite en intégrant un système d’équations différentielles
couplées qui est ensuite résolue par analyse numérique. Ceci permet de mettre à l’épreuve les mécanismes
de physiques d’évolution de la microstructure implémentés et également de prédire l’évolution du
système vers des temps très longs difficilement accessibles par l’expérience.
EDF a ainsi développé avec le CEA un code de Dynamique d’Amas « Crescendo » permettant entre autre
de simuler l’évolution de la population de cavités dans les internes sous irradiation. En parallèle, l’EPRI
(Energy Power Research Institute aux Etats-Unis) utilise un autre code de D.A. pour leurs études, en
ayant fait le choix d’une description plus rudimentaire de la physique de ce système. Afin de confronter la
robustesse de ces codes pour l’étude du vieillissement des internes, EDF et l’EPRI ont prévu de comparer
leurs simulations sur des cas simples. L’objectif du stage est dans un premier temps d’étudier les
différences entre les codes, qu’il s’agisse des différences d’hypothèses prises ou de méthodes de
résolution. Puis, il s’agira de proposer un cadre de modélisation, avec des cas d’école bien choisis, afin de
comparer la capacité des codes à simuler correctement l’évolution de la microstructure et particulièrement
celle des cavités et des bulles. Les résultats des codes pourront plus spécifiquement être comparés sur
leurs capacités à reproduire les résultats de la littérature sur les régimes de nucléation et croissance.
Conditions :
- Nécessité de trouver un logement sur place (possibilité dans des résidences étudiantes)
- Indemnité de stage et de logement prévue.
- Durée : 4-6 mois
- Date de début : printemps 2016
Profil recherché :
Le travail fait appel aux qualités d’autonomie et de rigueur du stagiaire. Il lui offre l’opportunité de
collaborer avec plusieurs intervenants car le stagiaire bénéficiera d’un suivi régulier de plusieurs
ingénieurs-chercheurs d’EDF R&D.
Niveau d’étude : Master 2 ou 3ème année d'école d'ingénieur
Compétences : expérience de l’environnement Linux/Unix sous shell, notions de physique de l’irradiation

Aptitudes spécifiques (idéalement) : notions de théorie de la germination en science des matériaux
Lieu du stage : Site R&D EDF des Renardières, Moret sur Loing (77)
Durée : 4-6 mois
Nature du stage : modélisation
Stage rémunéré.
Contact :
Les candidats doivent faire parvenir un CV et une lettre de motivation circonstanciée à :
Faiza SEFTA
EDF R&D – Département Matériaux et Mécanique des Composants
Site des Renardières
77818 Moret sur Loing Cedex
Tel : [phone]
[e-mail]
Gilles Adjanor
EDF R&D – Département Matériaux et Mécanique des Composants
Site des Renardières
77818 Moret sur Loing Cedex
Tel : [phone]
gilles.adjano[email protected]r