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Les unités de recherche

Laboratoire de physique et de thermomécanique des matériaux (LPTM)

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 Dernière mise à jour en janvier 2017

 

Le Laboratoire de physique et de thermodynamique des matériaux (LPTM) est situé à Cadarache, dans les Bouches-du-Rhône. Dirigé par Nicolas Trégoures il comprend 12 personnes permanentes et quatre à six personnes non-permanentes (doctorants et post-doctorants). 

 

 

 

 

 

Contexte et thématiques de recherche

 

La mission générale du laboratoire est de développer et de maintenir à jour la connaissance sur le comportement des matériaux utilisés dans le nucléaire. Il s’intéresse notamment au comportement du combustible des réacteurs nucléaires en situations normale, incidentelle ou accidentelle lors du cycle du combustible irradié (réacteur, stockage, transport, entreposage). Le laboratoire réalise également dans son domaine des études en support à d’autres unités et contribue à des dossiers d’expertise.


Le laboratoire a également pour mission de comprendre et modéliser l’évolution au cours du temps du comportement des matériaux utilisés dans l’industrie nucléaire (métaux, bétons, polymères…) sous l’effet des différentes contraintes qu’ils subissent (thermique, mécanique, irradiation…).

 

Dans ce cadre, les savoirs et métiers du laboratoire sont les suivants :

  • Thermique des matériaux à propriétés variables,
  • Mécanique des structures (poutres, plaques et coques, etc.) comportements (élastique, plastique, visco-plastique, etc.), micromécaniques et techniques d’homogénéisation, mécanique de la rupture.
  • Physique du solide (changement de phases, diffusions solide/solide, gaz/solide, etc.)
  • Interaction thermique de type explosif entre eau et matériaux à hautes températures,
  • Développements de logiciels scientifiques (éléments finis, méthodes numériques associées, génie logiciel, etc.).

 

 

Axes de recherches

 

Axe « R&D Combustible »

 

  • Modélisation avancée du comportement thermo-mécanique de l’UO2 par des approches atomistiques, de micromécanique et multi-échelle.
  • Modélisation avancée du comportement thermo-mécanique des gainages par des approches atomistiques, de micromécanique et multi-échelle.
  • Comportement des crayons combustibles en situation de RIA (préparation et interprétation de programmes expérimentaux en pile et hors pile – en particulier le programme OCDE CIP).

 


Axe « R&D Vieillissement »

     
  • Modélisation avancée par des approches atomistiques, de micromécanique et multi-échelle des différents composants métalliques (hors gainage) constituant les centrales.
  • Modélisation avancée par des approches micromécanique et multi-échelle du béton des centrales.

 

 

Équipe de recherche

 

Nicolas Tregoures, chef de laboratoire

Éric Brousse, ingénieur

Vincent Busser, chercheur (comportement du combustible en fonctionnement normal et en situation de transport/entreposage)

Bernard Cazalis, ingénieur (comportement du combustible en RIA)

Vincent Georgenthum, ingénieur (comportement du combustible en RIA)

Andrei Jelea, chercheur (approche atomistique pour les matériaux nucléaires)

Alain Moal, ingénieur (responsable développement/validation du logiciel SCANAIR)

Céline Pélissou, ingénieur (micromécanique des milieux multiphasiques et fortement hétérogène)

Frédéric Péralès, ingénieur (micromécanique des milieux multiphasiques et fortement hétérogène)

Fabienne Ribeiro, ingénieur (approche atomistique pour les matériaux nucléaires)

Pierre-Guy Vincent, ingénieur (micromécanique des milieux multiphasiques et fortement hétérogène)

 

 

Équipements et techniques

 

  • Logiciel Scanair, pour le comportement thermomécanique des crayons combustibles lors de transitoires de puissance,
  • Logiciel Frapcon (développé par PNNL pour la US-NRC), pour le comportement thermomécanique des crayons combustibles en fonctionnement normal,
  • Logiciel Cigalon, pour l’interaction thermique de type explosif entre eau et matériaux hautes températures,
  • Moyens de calcul généralistes (CAST3M, Mathematica, etc.),
  • Logiciel Xper, pour la simulation de la fissuration complexe de matériaux hétérogènes (gaine de combustible, béton, …) et des interactions complexes entre corps (contact pastille-gaine, contact gaine-gaine,…),
  • Logiciel Apolo-Griff et Apolo-Pom, pour la modélisation des écoulements des milieux granulaires en présence d’un fluide.

 

 

Partenariats et réseaux de recherche

 

  • Laboratoire commun IRSN/CNRS-LMGC/Université de Montpellier-2 : MIST
  • Groupement De Recherche International M2UN “Multi-scale Materials Under the Nanoscope”
  • Groupement De Recherche ModMat “Modélisation des Matériaux”
  • Principaux partenaires universitaires : INSA Lyon, CNRS-LMGC, CNRS-Cinam
  • Principaux partenaires industriels français : CEA, EDF, Areva

Publications et thèses

Contact

 

IRSN/PSN-RES/SEMIA

Laboratoire de physique et de thermomécanique des matériaux
Centre d'études de Cadarache

Bâtiment 702

13115 Saint Paul Lez Durance Cedex


Tél. : +33 (0)4 42 19 97 07