Contexte :L'élément combustible des Réacteurs à Eau Pressurisée (REP) appelé « crayon » combustible, est constitué d'un empilement de pastilles cylindriques de combustible entouré d'une gaine métallique qui constitue la première barrière de confinement des matières radioactives. Le CEA, en collaboration avec EDF et Framatome, développe la plateforme logicielle PLEIADES qui permet de simuler, sur la base d'une approche multi-physique et multi-échelle, le comportement d'un crayon combustible lors des différentes situations de fonctionnement. Ces travaux concernent plus spécifiquement la simulation multi-échelles du fluage dans le combustible UO2 avec le développement et la validation d'un modèle de plasticité cristalline mettant en jeu le glissement des dislocations dans chaque grain de la microstructure polycristalline. En lien avec cette modélisation, des équipements expérimentaux permettent de tester des échantillons monocristallins de quelques micromètres avec des essais in-situ dans un Microscope Electronique à Balayage. La simulation d'un essai de compression MEB in-situ sur des piliers micrométriques permet ainsi de faire une validation à effets séparés du modèle de plasticité cristalline en comparant la courbe contrainte déformation et les systèmes de glissement activés en fonction de l'orientation cristalline.

Objectifs :Mise en œuvre de la simulation par éléments finis de l'essai de compression sur micro-pilier et comparaison à l'expérience.

Étapes du stage :Bibliographie, mise en œuvre du calcul par éléments finis et comparaison calcul/expérience

Relations/collaboration :Collaboration au sein du département d'étude des combustibles et avec un groupe de travail international dans le cadre de l'OCDE

Moyens expérimentaux mis en œuvre (essais, techniques d'analyse, de caractérisation, …) :
-Analyse de résultats d'essai MEB-in situ

Moyens de calculs, informatiques mis en œuvre (langages, logiciels) :
-Calcul éléments finis avec le logiciel Cast3M