Le contexte :

Le département Thermomécanique et Matériaux de l’ingénierie Combustible de Lyon propose au sein du groupe CAM (Céramique, Accident & Modélisation) un stage dans le domaine des matériaux et de la thermomécanique. Vous serez encadré(e) par des ingénieur(e)s / docteur(e)s en charge de la R&D sur la thématique des combustibles pour réacteurs avancés.

Les réacteurs à haute température à refroidissement au gaz (HTR ou HTGR) font l’objet d’un intérêt renouvelé du fait de la capacité de cette technologie à pouvoir être utilisée dans la production d’électricité ou de chaleur, dans l’objectif d’une décarbonation de certains secteurs industriels. Plusieurs États ont d’ores et déjà sélectionné les HTR pour atteindre leurs objectifs de réduction des émissions, tels le Royaume-Uni et la Pologne, en Europe.

Le combustible HTR repose sur un concept original de microsphères de matière fissile appelé [ TRISO (Tristructural Isotropic). Ces particules sont constituées d’un noyau céramique fissile (UO2) recouvert de trois couches de pyrocarbone isotrope et d’une couche de carbure de silicium (SiC) assurant l’étanchéité et le confinement des matières radioactives.

Cette forme de combustible est considérée comme extrêmement sûre. En revanche, la succession de matériaux de différentes natures rend la modélisation des propriétés thermomécaniques et de transport de ces particules complexe.

Vos missions :

L’objet de ce stage est l’étude du comportement thermomécanique des particules TRISO pour des conditions en réacteur normales et transitoires. Plus précisément l’objectif est de réaliser des simulations numériques à l’aide d’un code de modélisation thermomécanique pour comprendre les phénomènes les plus critiques et élaborer un manuel des matériaux du combustible TRISO.

Dans le cadre de ce travail vous serez amené(e) à :

• Effectuer des simulations avec un code de modélisation thermomécanique vous permettant de comprendre les phénomènes sous irradiation et d’identifier les paramètres importants pour améliorer la conception d’un tel combustible.

• D’évaluer l’impact des incertitudes sur les paramètres d’entrée sur la qualité des prédictions du code thermomécanique, avec une attention particulière sur les lois matériaux.

• D’appréhender les lois matériaux utilisées actuellement pour la modélisation thermomécanique des combustibles TRISO classiques (dioxyde d’uranium (UO2), Pyrocarbone (PyC), carbure de silicium (SiC)),

• De synthétiser les lois matériaux existantes dans la littérature pour des conceptions plus innovantes (oxycarbure d’uranium (UCO), nitrure d’uranium (UN), carbure de zirconium (ZrC)),

• D'exercer votre esprit critique pour identifier les lois matériaux les plus pertinentes qui constitueront le manuel des matériaux que vous devrez élaborer.

Le profil recherché :

• Vous êtes en troisième année d’école d’ingénieur ou équivalent universitaire et suivez une formation avec une orientation matériaux, mécanique ou physique de la matière condensée.

• Vous avez des connaissances de base et une expérience de travail sur une plateforme de calcul scientifique en environnement Linux, des connaissances de programmation en langage Python ainsi qu’en modélisation numérique seraient utiles.

• Des connaissances théoriques sur les matériaux sont requises ainsi qu’un bon niveau d’anglais pour la lecture, compréhension et retranscription des documents techniques ainsi que pour la participation aux réunions d’échanges incluant des collègues sur des sites Framatome à l’étranger.

Votre savoir-être :

• Vous faites preuve de rigueur et d’adaptabilité.

• Vous êtes force de proposition, doté d’un bon sens critique et appréciez le travail en équipe.