Comportement thermomécanique jusqu’à de hautes températures d'une céramique nucléaire irradiée

Encadrement :

• Directeur de thèse : Frédéric Lebon (LMA)
• Co-encadrant : ... (CEA) - dans le cadre du laboratoire MISTRAL

Résumé : Cette thèse s'inscrit dans le cadre des études sur le comportement en service des crayons combustibles utilisés dans les réacteurs nucléaires à eau pressurisée. La gaine, première barrière de sûreté, subit des contraintes mécaniques directement liées aux propriétés viscoplastiques du combustible. La connaissance ces propriétés et de leur évolution au cours de l'irradiation, est indispensable pour améliorer la fiabilité des modèles de simulation. L'originalité de ce projet repose sur la réalisation d'essais thermomécaniques en cellule de haute activité sur du combustible nucléaire irradié. Ces matériaux présentent une forte complexité expérimentale, car ils sont multifissurés après leur séjour en réacteur, ce qui complique considérablement leur caractérisation mécanique. Cette recherche s'inscrit dans la continuité de travaux antérieurs qui ont permis de développer une machine d'essais thermomécaniques, de qualifier le dispositif sur combustibles vierges, ainsi que de concevoir un jumeau numérique. La thèse se déroulera en quatre grandes étapes. La première consistera à prendre en main et optimiser les outils expérimentaux et numériques existants. La deuxième portera sur l'implémentation du dispositif dans une cellule de haute activité. La troisième étape constituera une première mondiale : la réalisation d'essais thermomécaniques sur combustibles irradiés, permettant d'acquérir une base de données expérimentale unique. Enfin, la dernière phase concernera l'exploitation des résultats, leur interprétation par confrontation essai-simulation. Les résultats attendus permettront de décorréler les phénomènes physiques influençant le comportement viscoplastique du combustible, d'affiner les lois de comportement utilisées, et de renforcer les outils de simulation prédictive.

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