Soutenance de thèse de Victor Grand

M. Lukasz MADEJ, AGH University of Science and Technology, Rapporteur

M. Javier SIGNORELLI, Instituto de Fisica Rosario, Rapporteur

M. Frank MONTHEILLET, Mines de Saint-Étienne, Examinateur

M. Pierre BARBERIS, Framatome, CRC, Examinateur

M. Alexis GAILLAC, Framatome, CRC, Examinateur

Mme Nathalie BOZZOLO, CEMEF, Mines Paris, Université PSL, Examinateur

M. Baptiste FLIPON, CEMEF, Mines Paris, Université PSL, Examinateur

M. Marc BERNACKI, CEMEF, Mines Paris, Université PSL

 

Du fait de leur faible section de capture neutronique et de leurs propriétés mécaniques et de résistance à la corrosion, les alliages de zirconium sont utilisés dans l'industrie nucléaire depuis de nombreuses décennies. Les procédés de fabrication utilisés sont complexes et comprennent plusieurs étapes de déformation et de traitement thermique. Chacune des étapes de transformation doit remplir deux objectifs : converger vers la géométrie finale des produits en assurant l'absence de défauts et fournir aux produits une microstructure capable de résister aux sollicitations auxquelles l’assemblage de combustible est soumis tout au long de sa vie dans le réacteur. Par conséquent, et afin de répondre aux exigences de sûreté élevées du domaine nucléaire, il est nécessaire de connaître et maîtriser les évolutions de microstructure lors de la mise en forme et des traitements thermiques. Par ailleurs, le développement d’outils numériques fiables à l’échelle de la microstructure est donc d’un intérêt crucial.

 

Dans cet objectif, un grand nombre de microstructures déformées à chaud ont été caractérisées par EBSD afin de déterminer l'influence des conditions thermomécaniques et de la microstructure initiale sur les évolutions microstructurales du zircaloy-4. Ces données ont ensuite été confrontées aux résultats obtenus à l'aide de simulations en champ complet à l’échelle mésoscopique. Plus précisément, une approche de type Level-Set, intégrée dans un environnement éléments finis, et enrichie sur la base du modèle de Gourdet-Montheillet, a été validée. Cette implémentation permet de reproduire des mécanismes de recristallisation continue en régimes dynamique et post-dynamique et améliore donc la capacité de prédiction des modèles dans le cas de la recristallisation du zircaloy-4. Les résultats, expérimentaux et numériques ont permis de quantifier l'influence de la microstructure initiale mais également de discriminer les caractéristiques de la microstructure qui conditionnent les évolutions observées. Les limitations actuelles de l'approche ont également été discutées. 

 

 

Mots-clés : Recristallisation, Déformation à chaud, Alliages de zirconium