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Modélisation micromécanique du comportement viscoplastique d'un polycristal poreux : application à un acier inoxydable austénitique irradié

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Laboratoire d'accueil : ​Laboratoire de physique et de thermodynamique des matériaux (LPTM)

Date de début de thèse : octobre 2015

Nom du doctorant : Louis Joessel


​Descriptif du sujet

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).