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Enhancing Nuclear Safety


Research

Theses in progress

Micromechanical modeling of the viscoplastic behavior of a porous polycrystal: application to an irradiated austenitic stainless steel


Host laboratory: ​Material Physics and Thermal-Mechanics Laboratory (LPTM)

Beginning of the thesis: October 2015

Student name: Louis Joessel



Subject description (in French)
Contexte

Cette thèse concerne l’étude du vieillissement des internes de cuve dans les réacteurs à eau sous pression. Les internes sont principalement des pièces en aciers inoxydables austénitiques, situées à l’intérieur de la cuve. Le terme "vieillissement" est relatif à l’ensemble des mécanismes qui modifient, en temps, les caractéristiques initiales de ces matériaux. La microstructure de ces matériaux évolue fortement durant leur utilisation en réacteur : présence de défauts, de boucles de dislocation. De plus, des cavités peuvent apparaitre à l’intérieur de la structure polycristalline de ces matériaux (cavités intragranulaires). La présence de défauts d’irradiation et leurs interactions conduisent tout d’abord à un durcissement de ces aciers. Il semble que ce phénomène ait tendance à saturer pour une dose d’irradiation assez faible (par rapport aux doses atteintes à 40 ans).


Objectifs
Des lois constitutives sont proposées dans la littérature à l’échelle du grain (lois cristallines) pour le comportement élasto-viscoplastique de ces aciers irradiés. Ces lois prennent en compte le durcissement d’irradiation (dû à la présence de certains défauts dans le matériau). Cette thèse vise à étudier l’effet de la présence de cavités intragranulaires sur le comportement élasto-viscoplastique global d’un acier austénitique irradié. Elle doit proposer un modèle basé sur une méthode de changements d’échelles en mécanique des matériaux. L’objectif est d’estimer l’effet d’une porosité donnée sur la contrainte maximale apparente du matériau et la déformation critique associée. Des simulations numériques sont prévues avec le logiciel CRAFT permettant de calculer la réponse mécanique d’un matériau hétérogène (méthode FFT, Transformation de Fourier rapide).


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