Stage - Analyse Numérique d'Essais de Rupture du Dioxyde d'Uranium par Chauffe Laser H/F CEA

Vous serez accueilli·e au sein de l'IRESNE, institut de la DES, où vous intégrerez l'équipe du laboratoire et participerez pleinement à ses activités.

Contexte scientifique
Le dioxyde d'uranium est une céramique qui sert de combustible aux réacteurs à eau pressurisée du parc électronucléaire français: les éléments combustible de ces réacteurs, appelés crayons, se présentent sous la forme d'un empilement de pastilles de combustible dans une gaine cylindrique en alliage de zirconium.
Le dioxyde d'uranium est fragile et les pastilles de combustible se fissurent lors de la première montée en puissance du réacteur et lors de différentes situations de fonctionnement avec une influence importante sur le comportement thermo-mécaniques des éléments combustible. La compréhension de ce phénomène et sa représentation dans les simulations numériques est une thématique importante.
Objectifs du stage
Dans le cadre du doctorat d'Hugo Fuentes réalisé au CEA (IRESNE DES/DEC/SA3E/LAMIR), une campagne de fragmentation de pastilles de dioxyde d'uranium par chauffe laser a été menée [1]. Cette chauffe permet de reproduire des gradients de température représentatifs des conditions en réacteurs. Pour chaque essai, des films montrant l'évolution des fissures et l'évolution des températures en surface de pastille sont disponibles.

L'objet de ce stage est de simuler et analyser les essais de chauffe laser réalisés à l'aide de modèles d'endommagement à gradient développés au CEA (IRESNE DES/DEC/SESC/LSC) [2] en tenant compte des données expérimentales disponibles: films montrant l'évolution des fissures cartes thermiques mesurés expérimentalement.
Références

[1] Fuentes, Hugo, Doualle, Thomas, Colin, Christian, Socié, Adrien, Cifuentes, C, Helfer, Thomas, Gallais, Laurent and Lebon, Frédéric. Numerical and experimental simulation of nuclear fuel fragmentation
via laser heating of ceramics. In : Proceeding of top fuel 2024. Grenoble, 29 September 2024.
[2] Nava Soto, Pedro, Fandeur, Olivier, Siedel, David, Helfer, Thomas and Besson, Jacques. Description of thermal shocks using micromorphic damage gradient models. In : European Solid Mechanics Conference. Lyon,

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