Thèse cifre evolution de la microstructure d'irradiation des matériaux de cuve h/f

Contexte et enjeux industriels
Lors de l'exploitation d'un réacteur nucléaire, l'irradiation, sous forme de flux de neutrons, provoque des déplacements à l'échelle atomique dans les aciers de cuve des réacteurs qui vont modifier les microstructures et certaines propriétés mécaniques. Dans le cas des aciers bainitiques utilisés pour la fabrication des cuves des réacteurs à eau pressurisée (REP), on observe généralement la formation de ségrégations atomiques sur les défauts cristallins ainsi que d'amas de solutés et / ou de précipités nanométriques. Ce sont ces objets qui sont à l'origine du durcissement et de la fragilisation des aciers sous irradiation.
D'un point de vue pratique, l'analyse d'intégrité et la maintenance de la cuve des réacteurs à eau pressurisée (REP) doit prendre en compte l'évolution des propriétés mécaniques de ces matériaux constitutifs soumis à irradiation neutronique. Un programme de surveillance des effets de l'irradiation (PSI) permet de vérifier les projections de fragilisation en plaçant plus près du coeur du réacteur des échantillons de la même coulée que sa cuve.
Objectifs de la thèse
Les travaux de thèse considérés ont pour objectifs :
1. Acquérir des données sur les microstructures d'irradiation sous conditions représentatives de durées de vie supérieures à 60 ans ;
2. Compléter les analyses locales de sonde atomique tomographique (SAT) par des analyses plus globales en diffusion des neutrons aux petits angles (DNPA) en vue de leur utilisation dans les modèles de durcissement ;
3. Valider la loi de comportement à base physique développée à EDF R&D sur un ensemble conséquent de cas du PSI ;
4. Aider à l'interprétation des données atypiques du PSI ;
5. Evaluer le comportement sous irradiation des mésoségrégations (SAT et MET).
Les effets de composition chimique et de dose sur la population d'amas pourront être comparés aux modèles de prévision disponibles (par exemple le code OKMC « MATEO » de SCK-CEN et le code « LAKIMOCA» d'EDF R&D).
Les laboratoires :
Les activités de préparation des échantillons et de caractérisation seront menées dans les différents laboratoires qui mettront à dispositions les moyens suivants :
· EDF Lab - MMC (caractérisations en froid uniquement) :
o moyens de préparations métallographiques, moyens d'observation (optique + MEB/EBSD),
o moyens de préparation, moyens d'observation (MEB + MET),
· GPM (caractérisations en froid et en chaud) :
o Moyens expérimentaux de la plateforme GENESIS :
- Moyens de préparation par électropolissage sur échantillon radioactifs,
- MEB/FIB,
- Sonde Atomique Tomographique,
· ILL (caractérisations en froid et en chaud, lors d'une seule campagne de mesures) :
o Accès à l'instrument D33,
· Laboratoire chaud d'EDF Direction Technique à Chinon apportera son soutien pour :
o Préparation des échantillons
o Caractérisations au MET