Étude des Relations Composition - Microstructure - Thermodynamique d'Alliages Innovants à Base de Zr H/F - Framatome

Framatome, filiale d'EDF, conçoit, entretient et installe des composants et des combustibles ainsi que des systèmes de contrôle-commande pour les centrales nucléaires. Ses plus de 22 000 salariés permettent chaque jour aux clients de produire un mix énergétique bas-carbone toujours plus propre, plus sûr et plus économique. Ils développent aussi des solutions pour les secteurs de la défense, de la médecine nucléaire et du spatial.

Implantée dans une vingtaine de pays, Framatome rassemble les expertises d'hommes et de femmes passionnés et convaincus que le nucléaire est une énergie d'avenir. Entreprise responsable, Framatome déploie des actions pour former et accompagner les premières expériences professionnelles (label Happy Trainees), intégrer tous les talents, dont les personnes en situation de handicap, oeuvrer pour l'égalité professionnelle et la mixité de nos métiers (94/100 à l'index de l'égalité hommes-femmes) et concilier les temps de vie.

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Contexte

Dans le cadre de l'amélioration continue des matériaux destinés aux gaines de combustible nucléaire, Framatome développe de nouvelles générations d'alliages à base de zirconium visant à répondre aux exigences croissantes des réacteurs actuels et futurs en matière de performances mécaniques, stabilité microstructurale, résistance à la corrosion et transparence neutronique.

L'exploration de nouvelles compositions chimiques nécessite de comprendre finement l'impact des éléments d'alliage sur les mécanismes de solidification, les transformations de phases et l'aptitude à la mise en forme. Dans cette optique, il est primordial d'établir les relations entre composition chimique, microstructure et comportement thermomécanique afin d'orienter efficacement le développement des futures nuances.

Ce projet s'inscrit dans la préparation d'une future thèse réalisée en partenariat entre Framatome Ugine et Mines Saint-Étienne. Le stage a pour objectif d'identifier et de caractériser les premières nuances les plus prometteuses.

Missions

Sur plusieurs nouvelles nuances d'alliages à base de zirconium élaborées et mises en forme au Centre de Recherche sur les Composants (CRC) de Framatome Ugine, le stagiaire aura pour mission de caractériser l'évolution des microstructures tout au long de la gamme d'élaboration et de transformation.

Les travaux comporteront notamment :

1. Étude des structures de solidification

Caractérisation des microstructures brutes de fusion ;
Analyse de l'homogénéité chimique et des phénomènes de ségrégation ;
Confrontation des observations expérimentales aux prédictions thermodynamiques réalisées sous Thermo-Calc.

2. Étude de la formabilité des nuances

Analyse de l'aptitude à la déformation des différentes compositions ;
Identification des domaines de mise en oeuvre compatibles avec les procédés envisagés ;
Détermination expérimentale des températures de transformation (par DSC)
Corrélation entre comportements observés, microstructure et diagrammes thermodynamiques.

3. Étude de la stabilité des phases

Caractérisation de traitements thermiques de vieillissement ;
Détermination expérimentale des températures de transformation (DSC) ;
Suivi des évolutions microstructurales
Étude de la stabilité des phases métastables et confrontation aux prévisions thermodynamiques.

Techniques mises en oeuvre

Microscopie électronique à balayage (MEB) / Analyse EDS / EBSD / calorimétrie différentielle (DSC) / Métallographie / Mesures de dureté / Traitements thermiques / Calculs thermodynamiques (Thermo-Calc)

Élève ingénieur (Bac +5) ou Master 2 Matériaux / Métallurgie

Intérêt pour la métallurgie physique et la caractérisation des matériaux

Connaissances en diagrammes de phases, transformations microstructurales et procédés de mise en forme appréciées

Autonomie, rigueur expérimentale, rigueur rédactionnelle