Phd student- Toward a better understanding of irradiation ageing mechanisms in MAX phases and high entropy MAX phases. (M/ F)

Informations générales

Intitulé de l'offre : Doctorant (e) -Compréhension des mécanismes de vieillissement sous irradiation des phases MAX et des phases MAX à haute entropie (H/F)
Référence : UMR6634-CHRVUR-055
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : ST ETIENNE DU ROUVRAY
Date de publication : vendredi 20 septembre 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 16 décembre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Matière condensée : organisation et dynamique

Description du sujet de thèse

Les phases MAX sont des composés ayant pour formule Mn+1AXn, où M est un métal de transition, A appartient aux groupes 12 à 16, et X est le carbone ou l'azote. Ces phases sont prometteuses pour diverses applications nucléaires, telles que les structures de cœur et les gaines de combustible dans les réacteurs nucléaires de Génération IV, ainsi que comme revêtements des gaines en zircaloy pour développer des combustibles tolérants aux accidents dans les réacteurs à eau sous pression. Cependant, leur microstructure a tendance à évoluer sous irradiation, entraînant une dégradation de leurs propriétés mécaniques. Par conséquent, l'amélioration de la résistance à l'irradiation des phases MAX est essentielle pour leur exploitation à long terme en réacteurs nucléaires.

Les phases MAX à haute entropie (phases HE-MAX) incorporent généralement de 3 à 5 éléments dans leurs sites M ou A. Elles présentent généralement de meilleures propriétés et une stabilité potentiellement accrue sous irradiation par rapport aux phases MAX conventionnelles. Le projet ANR HEIRMAX (Développement de phases MAX à haute entropie et résistantes à l'irradiation) vise à concevoir et à évaluer la tolérance à l'irradiation de phases MAX à entropie moyenne à élevée. Cette tolérance sera évaluée par des irradiations aux ions, en se concentrant sur la stabilité de leur microstructure aux échelles micro et nanométriques, et sur les propriétés mécaniques (dureté, ténacité et comportement en compression).

Ce projet (ANR HEIRMAX) implique quatre laboratoires français. L'Institut P' (Poitiers) est chargé de l'élaboration des phases MAX et HE-MAX et de la caractérisation de leur microstructure à l'échelle microscopique. L'IJC-Lab (Orsay) réalisera les irradiations ioniques et la microscopie électronique en transmission in situ. Le GPM (Rouen) et le LEM3 (Metz) se concentreront sur l'évolution de la microstructure sous irradiation de l'échelle nano- à micro-échelle et sur la corrélation avec l'évolution des propriétés mécaniques. Trois doctorants seront recrutés pour collaborer sur ce projet.

Cette offre concerne le/la du GPM. Il/elle se concentrera sur la caractérisation à l'échelle nanométrique afin de comprendre l'effet des irradiations ioniques sur la microstructure d'une phase MAX de référence (Ti3SiC2) et des nouvelles phases HE-MAX. Il participera aux expériences d'irradiation et aux observations in situ à l'IJC Lab et sera en charge des investigations expérimentales au GPM à l'aide de la microscopie électronique en transmission (TEM) et de la sonde atomique tomographique (APT). La collaboration avec les modélisateurs du LEM3 sera cruciale pour améliorer et calibrer les modèles à l'aide des données expérimentales et pour interpréter les résultats de manière mécanistique. La comparaison de ses résultats avec les données mécaniques obtenues dans une autre thèse du projet, supervisée au LEM3, permettra de mieux comprendre les relations entre la microstructure et les propriétés. Les tâches du/de la comprendront :
- Revue bibliographique
- Préparation des échantillons (usinage par faisceau d'ions focalisés)
- Caractérisation des microstructures (APT, TEM)
- Analyse et interprétation des données
- Participation aux réunions d'avancement de l'ANR
- Diffusion des résultats (conférences, articles scientifiques)

Contexte de travail

Le Groupe de Physique des Matériaux (GPM, UMR 6634) est un laboratoire rattaché à l'Université de Rouen Normandie (URN), au Centre National de la recherche Scientifique (CNRS) et à l'INSA Rouen Normandie. Il est situé sur le Campus Sciences et Ingénierie Rouen Normandie à Saint-Etienne du Rouvray.
Le GPM est structuré en 5 départements :
Instrumentation Scientifique,
Métallurgie, Microstructure, Mécanique
Matériaux fonctionnels et nanostructures
Systèmes désordonnés et polymères
Ouvertures thématiques et Innovations
Il rassemble 140 personnels dont 60 Enseignants-Chercheurs/Chercheurs, 30 ITA et 50 Doctorants, chercheurs en CDD et stagiaires.
Le/la doctorant (e) recruté (e) sera rattaché(e) au département "Métallurgie, Microstructure, Mécanique" qui comprend 4 équipes thématiques :
Matériaux du nucléaire
Transformations de phase Microstructures
Modélisation multi-échelle des transformations de phase
Mécanique des matériaux
Il travaillera au sein de l’équipe thématique "Matériaux du Nucléaire". Cette équipe travaille sur la compréhension des mécanismes de vieillissement (en température ou sous irradiation) des matériaux utilisés dans les réacteurs actuels (génération II), sur le développement de nouveaux matériaux pour les réacteurs du futur (Génération IV, fusion) et sur les relations entre les microstructures et les propriétés mécaniques. Elle regroupe aujourd'hui 4 enseignants chercheurs, 3 doctorants et est soutenue par 8 ingénieurs de recherche, Ingénieurs d'étude et techniciens.


Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Travail en zone règlementée (radioprotection)

Informations complémentaires

Le/la doit être titulaire d'un Master ou équivalent en sciences des matériaux (microstructure, transformation de phases, propriétés mécaniques, diffusion). La connaissance des effets des irradiations dans les matériaux est un atout. De solides compétences expérimentales, une capacité à rédiger des rapports et à travailler en équipe sont essentielles.