Description du sujet de thèse
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Les super-réseaux pour la caractérisation de la diffusion sous irradiation à l'échelle atomique
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Les alliages métalliques utilisés dans les applications nucléaires sont soumis à des températures relativement basses (inférieures à 450°C) pendant des temps importants (supérieurs à 10 ans). A ces températures, les cinétiques de transformation des microstructures contrôlées par la diffusion sont lentes. L'apparition de certaines phases indésirables, susceptibles de fragiliser le matériau, peut survenir après plusieurs années de service. Les coefficients de diffusion jouent donc un rôle crucial en tant que données d'entrée pour modéliser l'évolution de ces microstructures à l'aide de modèles phénoménologiques. Or, la détermination expérimentale des coefficients de diffusion à basse température (T < 600°C) est extrêmement délicate, notamment en raison de la nécessité de caractériser des longueurs de diffusion nanométriques, une difficulté accrue en présence d'irradiation.
Avec le développement de l'analyse chimique en microscopie électronique en transmission (MET) et de la sonde atomique tomographique (SAT), il est désormais possible d'accéder expérimentalement à de très faibles longueurs de diffusion et donc de déterminer des coefficients de diffusion à basse température à l'aide de super-réseaux, qui sont des empilements de couches nanométriques de compositions chimiques différentes. On peut même caractériser l'effet de l'irradiation sur la diffusion en réalisant des irradiations aux ions, permettant de simuler les modifications causées par l'irradiation neutronique sans activer les matériaux. L'objectif de la thèse porte sur le développement d'une méthodologie et la caractérisation de la diffusion hors et sous irradiation dans un système ternaire d'intérêt (Ni-Cr-Fe), représentatif des aciers et des alliages à haute entropie envisagés dans l'industrie nucléaire.
Ce sujet de thèse est une opportunité de travailler avec des techniques expérimentales de pointe, en étroite collaboration avec une équipe de théoriciens du même département, ainsi qu'avec des équipes spécialisées dans l'élaboration de super-réseaux de l'UTBM à Belfort et du CINAM à Marseille.
Université / école doctorale
Physique en Île-de-France (EDPIF)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
Master ou Ecole d'ingénieur en science des matériaux
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2025
Personne à contacter par le candidat
Rieger Thomas < email supprimé pour raison de sécurité >
CEA
DES/ISAS/DRMP/SEMI/LM2E
CEA Saclay - Bâtiment 625P - Pièce 20
0169083094
Tuteur / Responsable de thèse
Nastar Maylise < email supprimé pour raison de sécurité >
CEA
DES/DRMP/S2CM/SRMP
CEA/Saclay
Bâtiment 320, Pièce 121
01 69 08 81 94
En savoir plus
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Les super-réseaux pour la caractérisation de la diffusion sous irradiation à l'échelle atomique
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Les alliages métalliques utilisés dans les applications nucléaires sont soumis à des températures relativement basses (inférieures à 450°C) pendant des temps importants (supérieurs à 10 ans). A ces températures, les cinétiques de transformation des microstructures contrôlées par la diffusion sont lentes. L'apparition de certaines phases indésirables, susceptibles de fragiliser le matériau, peut survenir après plusieurs années de service. Les coefficients de diffusion jouent donc un rôle crucial en tant que données d'entrée pour modéliser l'évolution de ces microstructures à l'aide de modèles phénoménologiques. Or, la détermination expérimentale des coefficients de diffusion à basse température (T < 600°C) est extrêmement délicate, notamment en raison de la nécessité de caractériser des longueurs de diffusion nanométriques, une difficulté accrue en présence d'irradiation.
Avec le développement de l'analyse chimique en microscopie électronique en transmission (MET) et de la sonde atomique tomographique (SAT), il est désormais possible d'accéder expérimentalement à de très faibles longueurs de diffusion et donc de déterminer des coefficients de diffusion à basse température à l'aide de super-réseaux, qui sont des empilements de couches nanométriques de compositions chimiques différentes. On peut même caractériser l'effet de l'irradiation sur la diffusion en réalisant des irradiations aux ions, permettant de simuler les modifications causées par l'irradiation neutronique sans activer les matériaux. L'objectif de la thèse porte sur le développement d'une méthodologie et la caractérisation de la diffusion hors et sous irradiation dans un système ternaire d'intérêt (Ni-Cr-Fe), représentatif des aciers et des alliages à haute entropie envisagés dans l'industrie nucléaire.
Ce sujet de thèse est une opportunité de travailler avec des techniques expérimentales de pointe, en étroite collaboration avec une équipe de théoriciens du même département, ainsi qu'avec des équipes spécialisées dans l'élaboration de super-réseaux de l'UTBM à Belfort et du CINAM à Marseille.
Université / école doctorale
Physique en Île-de-France (EDPIF)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
Master ou Ecole d'ingénieur en science des matériaux
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2025
Personne à contacter par le candidat
Rieger Thomas < email supprimé pour raison de sécurité >
CEA
DES/ISAS/DRMP/SEMI/LM2E
CEA Saclay - Bâtiment 625P - Pièce 20
0169083094
Tuteur / Responsable de thèse
Nastar Maylise < email supprimé pour raison de sécurité >
CEA
DES/DRMP/S2CM/SRMP
CEA/Saclay
Bâtiment 320, Pièce 121
01 69 08 81 94
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