Stage - Bac +4 - +5 - Conception Numérique d'Alliages de Zirconium pour les Centrales Nucléaires H/F - CEA

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.

Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.

Implanté au coeur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.

Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

- La conscience des responsabilités
- La coopération
- La curiosité

La conception numérique est un outil puissant pour le développement de nouveaux alliages pour des applications industrielles telles que le nucléaire. Il est cependant nécessaire que les modèles utilisés pour l'optimisation des propriétés soient basés sur des données à la fois nombreuses et fiables. Ainsi, la prévision de la microstructure des alliages complexes peut se faire en utilisant des bases de données thermodynamiques elles-mêmes construites à partir des données expérimentales et théoriques existant sur les systèmes d'alliages plus simples.

Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une collaboration entre le CEA, Framatome et le CNRS pour le développement de nouvelles nuances d'alliages de Zr pour le gainage du combustible via, notamment, la création d'une base de données thermodynamiques du système quinaire Cr-Mo-Nb-Zr-(O).

Le travail de stage consistera à acquérir des données expérimentales et à modéliser un ou deux des dix systèmes ternaires qui constituent ce système quinaire en s'aidant des connaissances déjà acquises dans la littérature sur les systèmes binaires constitutifs.

Méthodes à mettre en oeuvre:

L'étude expérimentale sera menée sur des alliages qui seront synthétisés par fusion au four à arc électrique, homogénéisés par traitements thermiques à différentes températures puis caractérisés à l'aide de différentes techniques (diffraction des rayons X, métallographie optique, microscopie à balayage, microsonde électronique, analyse thermique différentielle). La modélisation thermodynamique par la méthode CALPHAD sera faite à l'aide du logiciel Thermo-Calc.

Intérêt pour :

- la science des matériaux;

- la cristallographie;

- les diagrammes de phases;

- la métallurgie;

- la thermodynamique.