Offre de Thèse : Evolutions métallurgiques des alliages Zr-Nb lors des procédés de déformation à chaud : compréhension des mécanismes et simulations.

    THÈSE CEMEF 2022 : Evolutions métallurgiques des alliages Zr-Nb lors des procédés de déformation à chaud : compréhension des mécanismes et simulations.

     

    Contexte et Objectif du sujet

    Face au réchauffement climatique, la France s’est engagée vers l’objectif primordial de limiter drastiquement ses émissions carbone en visant à leur neutralité pour 2050. L’indépendance énergétique est également un sujet crucial. L’énergie nucléaire, bas carbone, pilotable et compétitive sera un levier essentiel dans l’accomplissement de ces objectifs très ambitieux. La société Framatome se situe au cœur de ces enjeux. Au sein de Fram- atome, la Business Unit Combustible conçoit, fabrique et vend des assemblages de combustibles nucléaires pour les centrales de pro- duction d’électricité de type REP (Réacteurs à Eau Pressurisée) ou REB (Réacteurs à Eau Bouillante), ainsi que pour les réacteurs de recherche. Le CRC (Centre de Recherche Composants Zr), basé à Ugine, centralise les études R&D visant à développer de nouveaux alliages de Zr toujours plus performants et à opti- miser les gammes de fabrication à l’aide d’outils de caractérisation expérimentale et de modélisation numérique.

    Le sujet de thèse proposé s’inscrit dans cette démarche. Le candidat retenu aura pour mission d’étudier les évolutions métal- lurgiques d’alliages Zr-Nb lors des procédés de mise en forme à chaud et de traitement thermique. A l’aide de caractérisations et de modélisations en champ complet sur des nuances modèles par différentes approches [1,2], vous participerez à la meilleure compréhension des phénomènes métallurgiques mis en jeu lors des procédés industriels de transformation thermomécaniques d’alliages Zr-Nb. Cette thèse intégrera en particulier:

    • La caractérisation détaillée de différents états métal- lurgiques initiaux à l’aide d’outils tels que la microscopie optique, MEB, EBSD, MET.
    • -La définition et la réalisation d’essais mécaniques à chaud et de traitements thermiques représentatifs des procédés industriels.
    • La caractérisation détaillée des évolutions de microstructure lors des essais mécaniques et des traitements thermiques.
    • La simulation des évolutions de microstructure à l’aide de méthodes numériques préexistantes [1] qui devront être améliorées pour la prise en compte du Niobium en solution solide ainsi que la présence de populations très complexes de particules de seconde phase et leurs possibles évolutions.
    • La description des phénomènes métallurgiques mis en jeu lors des procédés de transformation thermomécanique, sur la base de l’exploitation des caractérisations expérimentales et des simulations numériques.

    [1] Grand, B. Flipon, A. Gaillac, M. Bernacki, Characterization and  modeling   of    the    influence    of    initial    microstructure on recrystallization of zircaloy-4 during hot forming, https://doi.org/10.48550/arXiv.2203.08447, 2022.

    [2] Florez, S. Florez, K. Alvarado, B. Murgas, N. Bozzolo, D. Chatain, C.E. Krill III, M. Wang, G.S. Rhorer, and M. Bernacki. Statistical behaviour of interfaces subjected to curvature flow and torque effects applied to microstructural evolutions. Acta Materialia, 222, 117459, 2022.

    [3] Grand, A. Gaillac,   M. Bernacki,   Modeling of CDRX of Zy-4, Transvalor European Microstructure Simulation Days, Frankfurt, Germany, 2022.

    Modélisation de la PDRX pour l’alliage Zircaloy-4Modélisation de la PDRX pour l’alliage Zircaloy-4 par une approche champ complet [1,3]


    Profil et compétences recherchés

    • Formation d’ingénieur ou master en métallurgie / science des matériaux / génie des matériaux / matériau numérique
    • goût pour la recherche, pour les techniques d’analyse de pointe et la simulation numérique,
    • rigueur et capacité à s’investir pleinement dans un sujet et aptitude au travail en équipe,
    • la maîtrise de la langue anglaise est indispensable.


    Postuler à cette offre de thèse

    Informations générales

    • Thème/Domaine : Mécanique Numérique et Matériaux
    • Lieu de travail : La thèse se déroulera au CEMEF (Mines Paris, Sophia Antipolis, 06) avec des déplacements au Centre de Recherche Composants Zr, Ugine (Savoie).
    • Mots clés : Nucléaire, Alliages Zr-Nb, Recristallisation, Croissance de grains, Modélisation, Simulation numérique
    • Durée de contrat : 3 ans
    • Contrat de thèse: Thèse CIFRE Framatome: CDD de 3 ans, contrat cadre en forfait jours, environ 40 jours de congés annuels, salaire 28500€ brut annuel, avantages groupe Framatome et comité d’entreprise.

    Contacts

    • Equipe de recherche du CEMEF : Equipe Métallurgie – µStructure – Rhéologie (MSR)
    • Encadrants : Dir. de thèse : Pr. Marc Bernacki ; co-directeur : Pr. Nathalie Bozzolo

    Consignes pour candidater

    • les papiers requis pour postuler :
    • CV détaillé
    • Relevés de notes des trois dernières années et classement dans la promotion
    • Lettre de motivation
    • Deux lettres de recommandation

    Information ! Les candidatures doivent être déposées en ligne sur le site Cemef. Le traitement des candidatures adressées par d'autres canaux n'est pas garanti.
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