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Faire avancer la sûreté nucléaire

La Recherchev2

Proposition de post-doctorat

Prédiction de la fissuration ductile de tuyauteries de centrales nucléaires à l’aide d’une approche cohésive

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Date de début prévue : septembre 2018

Lieu de travail : IRSN - Cadarache (13) : 70%

                              LGMC - Montpellier (34) : 30% 

Domaines de compétances : 2 au choix parmi : « Mathématiques », « Physique », « Terre, univers, espace », « Chimie », « Biologie, médecine, santé », « Lettres et Sciences humaines », « Sciences de la société », « Sciences pour l’ingénieur », « Informatique, électronique », « Agronomie », « Environnement ».

 

Sciences pour l'ingénieur

 

Informatique, électronique

 

Restriction sur le recrutement d’une personne handicapée (déplacements, travaux expérimentaux particuliers, etc)

 

Description du sujet

 

Le stage post-doctoral s'inscrit dans le cadre du projet européen ATLAS+ (Advanced Structural Integrity Assessment Tools for Safe Long Term Operation). L'objectif de ce projet est de développer des outils avancés pour les études d'intégrité des tuyauteries de centrales nucléaires à long terme. Un programme expérimental permettra d'alimenter et de valider les outils numériques.


Le projet ATLAS+ est un projet de recherche européen visant à démontrer l'apport de modèles de fissuration basés sur des approches locales pour résoudre des problèmes de rupture ductile pour des applications nucléaires industrielles. Plusieurs partenaires académiques et industriels sont impliqués. Les approches locales en fissuration permettent de modéliser finement les mécanismes d'endommagement ou de fissuration. Le projet ATLAS+ a pour objectif de mettre en œuvre ces modèles sur une application industrielle, la fissuration des tuyauteries de centrales nucléaires sous l'effet du vieillissement et du chargement mécanique induit par le fonctionnement normal. Le projet s'appuie sur des essais dédiés caractérisant des éléments de tuyauteries en acier ferritique ou en acier inoxydable austénitique.


Dans le cadre des recherches relatives à la sûreté des réacteurs à eau sous pression, le laboratoire commun MIST (IRSN - Laboratoire de Mécanique et de Génie Civil de Montpellier  UMR5508) a développé une approche micromécanique pour l'analyse de matériaux hétérogènes. Cette approche repose sur les notions de modèles de zone cohésive frottante (MZCF). Les MZCFs permettent la simulation en grandes déformations de l'initiation et la propagation de multifissures jusqu'aux phénomènes post-rupture tels que le contact frottant. Les MZCFs offrent ainsi un cadre idéal pour le traitement de la rupture ductile et en particulier la tenue des tuyauteries. Cette approche est capitalisée dans l'outil numérique Xper développé à l’IRSN.


L'IRSN s'inscrit dans le WP (``Work Package'') 3.2 du projet : ``Modeling and simulation of ductile tearing''. Le travail concerne d'une part l'identification des paramètres des MZCFs et d'autre part la simulation des essais expérimentaux effectués dans le cadre du WP 1.3.


Le stage proposé consiste dans un premier temps à identifier les paramètres des MZCFs. L'identification repose sur le protocole expérimental développé au sein de l’IRSN, dans le cadre du laboratoire MIST, dans la récente thèse de T. Madani. La méthode d'identification est basée sur la minimisation itérative d'une norme énergétique nécessitant la connaissance de champs locaux thermiques et mécaniques. Ce protocole sera mis en œuvre au LMGC afin d'identifier les paramètres sur des éprouvettes usinées à partir d'une portion de tuyauterie vieillie fournie par le WP 1.


Ces paramètres seront validés sur la base d'essais effectués dans le WP 1.


Le stagiaire s'attachera ensuite à simuler la rupture ductile dans les aciers. Il pourra notamment s'appuyer sur les modèles de MZCFs développés dans le cadre de la thèse de N. B. Nkoumbou Kaptchouang en cours à l’IRSN. Les simulations concerneront la prédiction de la fissuration ductile à l'aide d'un benchmark à l'aveugle sur des essais (SENT, tuyauteries) issus du WP 1.


Enfin, les modèles de MZCFs seront comparés avec les approches locales mis en œuvres par les partenaires du projet.


Ces développements et études devraient incontestablement donner lieu à des publications scientifiques dans les domaines de la simulation numérique et de la fissuration ductile. Ils permettront aussi, outre le développement et la mise à disposition d'outils et de méthodes qui sont la spécificité du MIST, d'aborder des applications industrielles dans le domaine des tuyauteries de centrales nucléaires.


A l'issue du stage post-doctoral, le stagiaire aura acquis une solide expérience dans le domaine de la modélisation et de la simulation numérique de la fissuration ductile.

 

Profil de candidat-e

 

Le-la candidat-e devra posséder des connaissances en mécanique du solide et simulation numérique.


Une expérience dans le domaine de la modélisation numérique est indispensable et des compétences en modélisation de la fissuration seront appréciées. 


Par ailleurs une bonne connaissance de l'anglais lu/écrit/parlé est requise.

 

 


Laboratoire IRSN impliqué

Contact

​Pour plus d'informations et pour envoyer CV et lettre de motivation :

Frédéric Péralès