Doctorant (H/F) en physico chimie des matériaux nucléaires

Description du Poste

Sujet De Thèse

Titre : Etude des propriétés des défauts induits par irradiation et leurs interactions avec les éléments d’alliages dans les matériaux modèles des aciers austénitiques.

Contexte:
L’énergie nucléaire s’inscrit dans la stratégie de transition énergétique française. Celle-ci suppose la construction de nouvelles centrales et l’opération prolongée de réacteurs actuels à 60 ans ou au-delà. L’allongement de la durée d’exploitation des réacteurs présente l’avantage de limiter les coûts d’exploitation mais il nécessitera une modification des conditions de fonctionnement. De la même façon, la production croissante d’électricité via le solaire et l’éolien exige une flexibilité grandissante du fonctionnement des réacteurs. Ces nouvelles conditions exigent d’étudier entre autres les effets des variations de flux neutroniques sur les propriétés des matériaux des réacteurs. Il faudra notamment s’assurer que les composants qui ne peuvent pas être remplacés, tels que la cuve, continuent à respecter les exigences du cahier de charges pour garantir la sûreté à long terme.

Les matériaux métalliques sont essentiels pour la conception des réacteurs nucléaires de fission, en particulier les aciers austénitiques utilisés comme matériaux de structure. Dans ces environnements extrêmes, de nombreux défauts tels que les lacunes, interstitiels et boucles de dislocation, sont créés dans les matériaux. Ceux-ci influencent fortement leurs propriétés mécaniques et électriques. La compréhension fine de ces défauts est essentielle pour prédire le comportement à long terme des alliages et optimiser leur tenue en service.
La spectroscopie d’annihilation de positons (PAS) et la mesure de résistivité électrique sont deux méthodes complémentaires particulièrement sensibles à la présence de défauts ponctuels et à leur évolution après irradiation ou recuit thermique.
L'objectif de la thèse est d'étudier les propriétés des défauts induits par irradiation et leurs interactions avec les éléments d’alliages dans les matériaux modèles des aciers austénitiques. Pour cela caractériser les défauts ponctuels et les amas de lacunes créés par irradiation dans des alliages métalliques à base Ni ( Ni–Cr, Fe ...)par mesure de résistivité et de PAS, de corréler les résultats de ces mesures effectuées sur les mêmes échantillons. Nous prévoyons aussi d’étudier l’évolution de ces défauts en fonction du traitement thermique (recuit) et/ou de la dose d’irradiation et de tenter d’établir un modèle de corrélation entre les types de défauts détectés et la variation de la résistivité.
Ce travail expérimental sera réalisé en collaboration avec des théoriciens dans le cadre d'une collaboration au sein du projet PEPR SCIAM "Sciences amont du nucléaire" . Les résultats expérimentaux pourront ainsi être comparés à des calculs OKMC qui permettront d'optimiser la paramétrisation des termes sources dans les modèles.
Le doctorant(H/F) se formera à la préparation des échantillons (polissage, recuit) et aux techniques de caractérisation citées plus haut. Il/elle participera aux irradiations et aux mesures de résistivité électrique en fonction de la température par la méthode des 4 pointes et de spectroscopie d’annihilation de positons réalisées avec l’accélérateur de positons par spectrométrie d’élargissement Doppler. Il/elle traitera les données, les comparera à la littérature.

Votre Environnement de Travail

Le CEMHTI (laboratoire Conditions Extrêmes pour les Matériaux : haute température et irradiation) est une unité propre de recherche du CNRS répartie sur deux sites (Haute température et Cyclotron) regroupant une centaine de personnes. Le laboratoire développe des expertises et des outils originaux sur le plan national et international pour étudier notamment les propriétés physico-chimiques des matériaux en conditions extrêmes.

Le Chercheur (H/F) sera affecté, dans l’équipe Défauts, Impuretés, Interfaces, Irradiation (DEFI3R). Il/elle bénéficiera de l’utilisation des accélérateurs de la plateforme Faisceaux de particules [1] (i) l’accélérateur Pelletron qui génère un faisceau d’ions (0.5-3 MeV) et permet de créer des défauts par déplacements atomiques et de mesurer in situ en ligne la résistivité électrique dans les matériaux ou de mettre en œuvre des analyses telles que RBS, NRA. (ii) Un accélérateur de positons lents qui permet de détecter les profils en profondeur des signatures d’annihilation des positons dues à des défauts de type lacunaire.
Pour compléter les conditions d’irradiations, la plateforme EMIR&A pourra être utilisée, en particulier sur la plateforme Jannus Saclay.

Pour compléter les caractérisations il/elle pourra utiliser les outils de la plateforme MACLE située sur le campus d’Orléans (MET, MEB/EDX, EBSD, FIB), bénéficiera de la collaboration avec le laboratoire IRCER (Limoges) pour des mesures DRX et avec le laboratoire GEMAC (Versailles) pour des analyses SIMS.

Contraintes et risques

Travail sous rayonnements ionisants : une formation sur la radioprotection sera dispensée en interne.

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est de 2300,00 € bruts mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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