Thèse Cinétiques de Ségrégation et Précipitation dans les Alliages Ferritiques Sous Irradiation Couplage des Effets Magnétiques Chimiques et Élastiques H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique École doctorale : Physique en Ile de France Laboratoire de recherche : CEA / S2CM - Service de recherche en Corrosion et Comportement des Matériaux Direction de la thèse : Chu-Chun FU ORCID 0000000343698296 Début de la thèse : 2026-10-15 Date limite de candidature : 2026-10-10T23:59:59 Les aciers ferritiques sont envisagés comme matériaux de structure dans les futurs réacteurs nucléaires à fission et à fusion. Or ces alliages ont des propriétés tout à fait originales, liées aux couplages entre les interactions chimiques, magnétiques et élastiques qui affectent à la fois leurs propriétés thermodynamiques, la diffusion des espèces chimiques et celle des défauts ponctuels du cristal. Le but de la thèse sera de modéliser à l'échelle atomique l'ensemble de ces effets et de les intégrer dans des simulations Monte Carlo pour modéliser les cinétiques de ségrégation et de précipitation sous irradiation, phénomènes qui peuvent dégrader leurs propriétés d'usage. L'approche atomique est indispensable pour ces matériaux soumis à une irradiation permanente, pour lesquelles les lois de la thermodynamique d'équilibre ne s'appliquent plus.

La candidate ou le candidat recherché(e) devra avoir une bonne formation en physique statistique ou en sciences des matériaux, et être attiré(e) par les simulations numériques et la programmation informatique. La thèse se déroulera au laboratoire de métallurgie physique du CEA Saclay (SRMP) dans un environnement de recherche bénéficiant d'une expérience reconnue en modélisation multi-échelles des matériaux, avec une quinzaine de thèses et de contrats post-doctoraux en cours sur ces thématiques.
Les aciers ferritiques sont parmi les matériaux envisagés comme matériaux de structure des futurs
réacteurs à fission et à fusion. Dans ce contexte, il est indispensable de prendre en compte les effets de vieillissement accélérés ou produits par l'irradiation, qui entrainent généralement une dégradation de leur propriétés d'usage. S'agissant de matériaux soumis à une irradiation permanente, la thermodynamique d'équilibre ne s'applique plus et une approche de modélisation cinétique à l'échelle atomique (elle-même fondée sur des calculs de structure électronique) est particulièrement adaptée.
L'objectif de cette thèse est la modélisation des phénomènes de ségrégation et de précipitation dans les alliages Fe-Cr-C (comme modèle des aciers ferritiques) sous irradiation
Nous appliquons des simulations AKMC (Atomistic Kinetic Monte Carlo). Ces simulations utilisent sur des modèles d'interactions effectives dont les paramètres sont ajustés sur des calculs ab initio et/ou sur des données expérimentales,