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Rôle de l'hydrogène sur le gonflement sous irradiation des aciers austénitiques inoxydables : microstructure et micromécanique.
Description : Le gonflement sous irradiation se traduit par une augmentation macroscopique du volume attribuée à la formation et la croissance de cavités pouvant contenir de l'hélium et de l'hydrogène. Le gonflement affecte la limite d'élasticité des matériaux concernés, du fait des interactions entre dislocations et cavités. Des niveaux de gonflement supérieurs à 5 % peuvent conduire à une rupture quasi-fragile de matériaux tels que aciers inoxydables austénitiques [1]. Les structures internes des réacteurs à eau pressurisée (REP) étant constitués de tels aciers, le gonflement est un phénomène de dégradation potentiellement limitant pour la durée de vie du parc de français. Il est donc important de bien comprendre les mécanismes et cinétiques impliqués. La communauté scientifique s'est surtout attachée à comprendre le rôle de l'He sur le gonflement, mais il semble que l'He et l'H aient un effet synergique [2], sans que les mécanismes sous-jacents ne soient bien identifiés, notamment en raison du manque de données disponibles dans la littérature. Par conséquent, le rôle de l'H sur le gonflement des internes de REP doit être isolé. C'est là le principal objectif de cette thèse. Pour ce faire, des irradiations aux ions double et triple faisceaux à différentes doses seront effectuées pour reproduire les microstructures obtenues en REP. La sonde atomique tomographique (SAT) et la microscopie électronique en transmission (MET) seront utilisées, en parallèle et de manière corrélative, pour caractériser quantitativement les cavités. Les forces d'obstacles des cavités seront mesurées au moyen d'essais de traction in situ (TIS) dans un MET et reliées au durcissement mesuré par compression de micro-piliers (CMP).
La thèse se déroulera au GPM (Groupe de Physique des Matériaux, UMR CNRS 6634). Le GPM est un laboratoire de l'Université de Rouen Normandie. Il compte environ 150 personnes. Il est organisé en cinq départements et mène des recherches sur les matériaux à l'échelle atomique, en mettant l'accent sur les relations entre structures et propriétés. Le laboratoire est pionnier dans le développement de la sonde atomique tomographique et utilise des approches expérimentales et de modélisation. Les domaines de recherche incluent l'instrumentation scientifique, les alliages métalliques, les semi-conducteurs, les matériaux fonctionnels, les polymères, les matériaux composites et les nanomatériaux. La personne recrutée sera rattachée au département Métallurgie Microstructures Mécanique, au sein de l'équipe de recherche des Matériaux du Nucléaire. Les travaux expérimentaux seront menés principalement au sein de la plateforme expérimentale dédiée à l’étude des matériaux irradiés GENESIS. Le ou la doctorant(e) recruté(e) collaborera avec des chercheurs de l’Institut Pprime (Poitiers) et le laboratoire Crismat (Caen).
Missions :
Le ou la doctorant(e) assistera aux irradiations, procèdera à la préparation des échantillons (polissage, faisceau d’ions focalisés FIB), des caractérisations structurales (MEB, SAT et MET) et des essais micromécaniques (CMP, TIS). Il/elle procèdera au traitement des données générées, à leur interprétation et leur confrontation à la littérature. Il/elle disséminera ses résultats en participant à des congrès nationaux/internationaux et en publiant des articles de revues scientifiques. Il/elle suivra également un programme de formations proposées par l’école doctorale PSIME, le CNRS ou d’autres écoles thématiques. Il sera possible de réaliser jusqu’à 64h de mission enseignement par an en 2ème et 3ème annéede thèse et de participer à des évènements de vulgarisation scientifique comme la Fête de la Science, Ma thèse en 180 secondes …
Profil recherché :
Un bagage théorique est attendu en Physique du Solide, Mécanique et en Métallurgie. Des notions dans une ou plusieurs des techniques expérimentales utilisées pour la thèse seront appréciées. Il/elle devra avoir une bonne aptitude pour mener des travaux expérimentaux.
Contacts : Solène Rouland (porteuse du projet et co-encadrante) solene.rouland@univ-rouen.fr ;
Bertrand Radiguet (directeur de thèse) bertrand.radiguet@univ-rouen.fr
Candidature :
Les candidat(e)s intéressé(e)s devront envoyer les pièces suivantes :
• CV détaillé avec parcours académique.
• Lettre de motivation
• Relevés de notes et classement du Master 1 et Master 2.
Date limite de candidature : 27 juin 2025
