Stage - Étude du Comportement Thermomécanique d'Un Combustible de Type Htr 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.

Dans divers pays dans le monde, la technologie des réacteurs HTGR (High Temperature Gas cooled Reactor - Réacteur à haute température refroidi au gaz) fait l'objet d'un intérêt croissant dans une perspective de réduction des émissions de CO2 pour la production de chaleur industrielle à haute température.

Plusieurs projets de réacteurs de type modulaire (SMR-AMR) ou microréacteurs (MMR) sont en cours de développement et visent à répondre à divers besoins industriels en chaleur à haute température comprise entre 250 et 750°C.
Ces besoins concernent principalement :
la production d'hydrogène pour des procédés nécessitant des températures élevées, de l'ordre de 700 °C.
la production de produits chimiques et de carburants de synthèse.
la fabrication de produits minéraux tels que le ciment ou le verre.

Les combustibles HTR se présentent sous la forme de compacts cylindriques au sein desquels est intégré un grand nombre de particules TRISO. Ces particules sont constituées d'un noyau fissile UO2 enrobé de plusieurs couches jouant le rôle de première barrière.

L'outil de calcul ATLAS de la plateforme PLEIADES a été développé au CEA au sein du SESC (Service d'Etudes et de Simulation du comportement des Combustibles). ATLAS permet de modéliser le comportement thermomécanique du combustible HTR (particule TRISO isolée, compact avec particules TRISO).

Des irradiations expérimentales de combustibles HTR ont été réalisées par le passé afin de caractériser ce type de combustible. Ces expériences constituent des cas d'études pour le développement du code ATLAS.

Les travaux de stage porteront sur la simulation du comportement thermomécanique du combustible HTR à l'aide de l'outil de calcul scientifique ATLAS.

Phase 1 :
Compréhension du comportement du combustible HTR et appropriation de l'outil ATLAS à partir de cas tests existants (irradiations HTR réalisées par le CEA).

Phase 2 :
Réalisation de calculs thermomécaniques d'une particule TRISO avec ATLAS en considérant un matériau nouvellement implémenté pour une des couches d'enrobage.

L'objectif est d'évaluer les performances de ce nouveau matériau par rapport au matériau historiquement considéré.

Phase 3 :
Participation à un benchmark international dont l'objectif est de faire une comparaison entre différents codes de calculs sur des modèles et propriétés d'intérêt, puis d'effectuer une comparaison avec les données issues d'une irradiation expérimentale.

Phase 4 :
Rédaction d'un rapport technique à l'issue des travaux.