Description du sujet de thèse

Le laboratoire PIIM, en partenariat avec le CEA (IRFM) étudie le comportement de l’hydrogène dans les matériaux de première paroi du Réacteur Expérimental Thermonucléaire International (ITER). Ce sujet s’inscrit dans un cadre Européen fortement structuré par le consortium EUROfusion Horizon Europe qui offre l’accès à un réseau collaboratif large et à des financements européens EURATOM.
Pour mener les activités de modélisation du comportement de l’hydrogène dans les matériaux, des méthodes de calcul de structures électroniques par DFT implémentée en ondes planes sont mises en oeuvre. L'équipe détermine les propriétés électroniques et vibrationnelles, les énergies de solutions et de diffusion de l’hydrogène, de création de défauts, d’adsorption, de reconstruction de surface, etc. Sur la base de ces propriétés déterminées à température nulle, des modèles thermodynamiques sont construit pour déterminer les propriétés macroscopiques du système en fonction des paramètres externes de température, de pression ou de potentiel chimique. Des modèles cinétiques sont également développés en collaboration avec l’Institut de Recherche sur la Fusion Magnétique (IRFM) au CEA Cadarache. Afin de compléter cette approche multi-échelle, l'équipe intègre de façon plus récente la dynamique moléculaire.
Dans ce projet, il s’agira de construire un potentiel interatomique ternaires par apprentissage machine pour le système W-Cu-H sur la base de calculs DFT. Ce travail qui a déjà commencé est réalisé en collaboration avec l'Institut de REcherche sur les Systèmes Nucléaires pour la production d'Energie bas carbone (IRESNE) du CEA Cadarache. Plusieurs modèles d’interfaces W/Cu sont construits et contribueront à déterminer les défauts induits par le raccordement des deux réseaux cristallins de géométrie et d’orientation différentes. L'interaction de ces défauts avec l’hydrogène ainsi que leur impact sur les propriétés de diffusion de l’hydrogène à l’interface cuivre-tungstène sera étudiée dans un deuxième temps.

Contexte de travail

Le doctorant (H/F) bénéficiera d’un encadrement structuré, aura accès à de larges compétences scientifiques, chacun des encadrants couvrant un domaine d’expertise propre (DFT et Thermodynamique, Cinétique, Dynamique Moléculaire et potentiels ML), et contribuera à un sujet développé dans un cadre International, bénéficiant de financements et de moyens de calculs Européens.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.