Etude du gonflement par cavités d'un alliage d'aluminium irradié sous faisceau d'ions

par Victor Garric

Projet de thèse en 2MGE : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie

Sous la direction de Patricia Donnadieu, Bénédicte Kapusta et de Kimberly Colas.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble) , en partenariat avec CEA SACLAY (laboratoire) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    Sous l'effet du flux neutronique, les alliages d'aluminium utilisés pour les composants de structure sont soumis à un gonflement volumique qui impacte leur géométrie, ce qui modifie les conditions de refroidissement du cœur. Il est donc important d'estimer ce gonflement en fonction de la dose neutronique et de la température. Deux contributions sont à prendre en compte dans l'évaluation du gonflement des alliages d'aluminium : l'une résultant du flux de neutrons thermiques, et l'autre, appelée usuellement gonflement gazeux, résultant du flux de neutrons rapides par formation de cavités. L'objectif de cette thèse est d'étudier l'influence du traitement thermique d'un alliage d'aluminium sur la dose seuil à partir de laquelle apparait un gonflement gazeux, et la cinétique de gonflement en fonction du dommage d'irradiation et de la température. Pour simuler les dommages neutroniques, l'alliage sera irradié aux ions lourds dans un accélérateur de particules, permettant d'accélérer le taux de dommages. Les échantillons seront analysés par différentes techniques : microscopie électronique à transmission, microsonde électronique, sonde atomique tomographique. Une modélisation sera ensuite développée, tenant compte des paramètres de composition chimique ou de la microstructure pour reproduire les résultats cinétiques.

  • Titre traduit

    Study of the void swelling of an aluminium alloy irradiated with ion beams


  • Résumé

    Under neutron flux, the aluminium alloys used for the structural elements are subject to a volume swelling impacting their geometry, thus leading to a modification of the core cooling conditions. It is therefore important to estimate this swelling as a function of neutron fluence and temperature. Two contributions are to be considered in the swelling estimation of the aluminium alloys: the one resulting of the thermal neutron flux, and the other, usually called gas swelling, resulting from the fast neutron flux through the formation of cavities. The objective of this dissertation is to study the impact of the thermal treatment of an aluminium alloy on the threshold fluence required for gas swelling, and the swelling kinetics as a function of neutron damage and temperature. To simulate the neutron damages, the alloy will be irradiated with heavy ions in an accelerator, allowing accelerating the damage rate. The samples will be analyzed by different techniques: transmission electron microscopy, electron probe microanalysis, atom probe tomography. A modelling will then be proposed, taking into account the chemical composition or the microstructure as parameters to reproduce the kinetics results.