Couplages thermo-chimie mécaniques dans le dioxyde d'uranium : application à l' intéraction pastille-gaine

par Bertrand Baurens

Thèse de doctorat en Sciences des Matériaux, Physique, Chimie et Nanosciences

Sous la direction de Philippe Maugis.

Le président du jury était Marion Fregonese.

Le jury était composé de Jerome Sercombe, Chantal Riglet-Martial, Laurent Trotignon.

Les rapporteurs étaient Alexandre Maitre, Tony Montesin.


  • Résumé

    En rampe de puissance, le combustible nucléaire est soumis à d'importantes contraintes thermiques et mécaniques, et subit une modification profonde de son environnement chimique. Le combustible contraint fortement la gaine, notamment au niveau des zones inter-pastilles, ce qui, associé au relâchement de produits de fission corrosifs, peut conduire à sa rupture par corrosion sous contraintes. Les évolutions simultanées de la mécanique, de la thermique et de la chimie du combustible sont liées, et participent au bon ou mauvais comportement de l'UO2 en rampe de puissance. L'objectif de ce travail est de modéliser à l'échelle d'une pastille de combustible, l'évolution couplée de la chimie, de la thermique et de la mécanique, et de préciser l'impact de ces couplages sur le comportement de l'UO2 en rampe de puissance. La finalité est d'évaluer un terme source en relâchement d'iode pour alimenter les modèles de corrosion sous contraintes dédiés aux études d'Interaction Pastille-Gaine.

  • Titre traduit

    Thermo-chemical-mechanical couplings in uranium dioxide - Application to pellet cladding interaction


  • Résumé

    Nuclear fuels under power transient undergo high thermal and mechanical stresses, as well as deep chemical modifications. Stresses on the cladding at the inter-pellet plane due to the pellet thermal expansion, associated to the corrosive fission product release, can lead to clad failures, resulting from a stress corrosion cracking mechanism. The thermal, mechanical and chemical properties of the UO2 irradiated fuel are closely dependent and play a major role on the behavior of the material during a power transient. The aim of this work is to model at the pellet scale the chemical, thermal and mechanical coupled changes of the UO2 fuel during a power transient scenario and to evaluate the consequences on the fuel behavior. The final objective is to obtain an evaluation of the iodine release source term to be used in I-SCC modelling codes dedicated to Pellet-Clad-Interaction studies.


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  • Détails : 1 vol. (248p.)
  • Annexes : bibliogr. p. 243-248

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