Ce stage en mécanique des solides s’intègre dans le cadre de l’amélioration des outils de la plateforme numérique PLEIADES et notamment la simulation des procédés de fabrication.

Les combustibles de dioxyde d’uranium (UO2), utilisés dans les centrales nucléaires sont des céramiques, dont le frittage en phase solide est une étape-clé de la fabrication. L’étape de frittage consiste en un traitement thermique sous pression partielle contrôlée de O2 permettant de consolider,densifier le matériau et faire grossir les grains de UO2. La densification induit un retrait macroscopique de la pastille. Si le compact (poudre comprimée par pressage avant le frittage) admet de fortes hétérogénéités de densité, une différence de densification dans la pastille peut avoir lieu entraînant un retrait différentiel et l’apparition de défauts.

Le but du stage est de mettre en place un modèle thermo-chemo-mécanique du frittagepermettant de modéliser l’impact de la composition de l’atmosphèresur le retrait du combustible et de prendre en comptel’hétérogénéité de densité initiale issue du pressagesur la forme finale du combustible ainsi que sur les potentielles zones d’apparition de fissures.

Vos missions :

1. Prendre en main les simulations de densification sur le code de calcul Licos de la plateforme PLEAIDES qui sera utilisée durant l’ensemble du stage.
   
   
2. Coupler le modèle de densification au modèle thermomécanique afin d’étudier l’impact d’hétérogénéité initiale sur le champ de contrainte final.
   
   
3. Mettre en place le couplage entre le modèle thermomécanique et un modèle de transport chimique afin de prendre en compte l’impact de l’atmosphère sur la cinétique de densification.

L'utilisation de la plateforme PLEIADES vous permettra de découvrir un nouvel environnement de travail avec des outils spécifiques aux applications nucléaires.

A la suite de ce stage, une poursuite en thèse sur la même thématique est envisagée.