Bienvenue aux Mines Paristech
Bienvenue à MINES ParisTech
Newsletter International
Website
Théorie & Pratique
Vous êtes

webTV

Lecture

Séminaire PSL - Écosystèmes de médias I Session 4 Partie 4

Lecture

Séminaire PSL - Écosystèmes de médias I Session 4 Partie 2

Lecture

Séminaire PSL - Écosystèmes de médias I Session 4 Partie 3

Lecture

Séminaire PSL - Écosystèmes de médias I Session 4 Partie 1

Lecture

Lancement de la Chaire DEEP unissant HUTCHINSON, l'ESPCI et MINES ParisTech

+ Toutes les vidéos

Partager

SUJET POURVU Modélisation des états de surface des Pénétrations de Fond de Cuve des Réacteurs à Eau sous Pression pour une meilleure prévision de leur sensibilité à la Corrosion Sous Contrainte

SUJET POURVU Modélisation des états de surface des Pénétrations de Fond de Cuve des Réacteurs à Eau sous Pression pour une meilleure prévision de leur sensibilité à la Corrosion Sous Contrainte

SUBJECT OF THESIS PROVIDED Modeling the surface state of reactor vessel nozzle for a better prediction of stress corrosion cracking susceptibility

Proposition de thèse

Spécialité

Sciences et génie des matériaux

Ecole doctorale

SMI - Sciences des Métiers de l'Ingénieur

Directeur de thèse

DUHAMEL Cécilie

Co-directeur de thèse

GUIPONT Vincent

Unité de recherche

Centre des Matériaux

ContactCécilie DUHAMEL
Site Webhttp://www.mat.mines-paristech.fr/Accueil/Propositions-de-theses/
Mots-clés

Corrosion sous contrainte, état de surface, contraintes résiduelles, couplages multi-physiques

Stress corrosion cracking, surface state, residual stresses

Résumé

Le projet de recherche proposé a pour objectif une meilleure compréhension de l'effet de l'état de surface sur le comportement à la fissuration par corrosion sous contrainte d'alliages base nickel utilisés dans l'industrie nucléaire.

The aim of this study is to have a better understanding of the effect of the surface state on the stress corrosion cracking susceptibility of nickel-based alloys used in the nuclear industry.

Stress corrosion cracking is one of the main degradation modes of some nickel-based alloys used in the primary circuit of pressurized water reactors (PWR). This phenomenon leads to the initiation and then the propagation of intergranular cracks under the synergetic effects of a corrosive environment and a tensile stress state. Models are being developed to estimate and predict SCC initiation and propagation of industrial components made of nickel-based alloys such as reactor vessel nozzle. Besides, numerical simulation of SCC is also being developed in order to base the predictions on stress and strain fields as realistic as possible, i.e. taking into account 3D effects (in terms of geometry, materials and loading). To improve the simulations, it becomes now necessary to better take into account representative surface states that affect more specifically the initiation step and the first stages of crack propagation.

The objective of the PhD thesis is to model the surface state of industrial components in terms of microstructure and mechanical state in order to improve the oxidation and initiation models used to predict the first stages of stress corrosion cracking.

As a first step, representative surface states resulting (i) from the key steps of nozzle fabrication and (ii) from surface modification by laser shock peening (used as a mitigation technique during in-service operation) will be produced and characterized (microstructure and residual stresses). Then, the variability of surface parameters will be modeled to be implemented in the nozzle modeling by finite element simulations.

Mechanical and oxidation tests will then be performed on the as-prepared materials in order to improve the existing oxidation and SCC initiation models used to predict the first stages of stress corrosion cracking.

Techniques to be used during the project :
- Metallography, scanning and transmission electron microscopy, microanalysis, EBSD
- X-ray diffraction (residual stress measurements), 3D Profilometry,
- Laser shock peening
- Microhardness, Nanoindentation
- Oxidation and stress corrosion tests
- Finite element simulation

Contexte

La corrosion sous contrainte (CSC) est un mode d'endommagement qui conduit à la fissuration d'un matériau sous l'effet conjoint d'un environnement corrosif et d'un état de contrainte en traction. Des modèles de prévision de l'amorçage et de la propagation de la CSC des alliages de nickel sont actuellement développés afin d'estimer la sensibilité à la fissuration de certains composants des Réacteurs nucléaires à Eau sous Pression (REP) tels que les pénétrations de fond de cuve (PFC). En parallèle, une simulation numérique de la CSC est également développée afin de fonder les prévisions sur les champs de contrainte et de déformation les plus réalistes possibles, c'est-à-dire prenant en compte les effets tridimensionnels géométriques, matériaux et de sollicitation. Afin d'améliorer la simulation, il est désormais nécessaire de mieux prendre en compte les effets de surface qui influencent plus particulièrement l'amorçage et les premiers stades de propagation (lente) des fissures.

L'objectif de cette thèse est de modéliser au mieux l'état de surface de composants industriels en termes de microstructure et de contrainte résiduelle en vue d'améliorer les modèles de comportement utilisés pour prévoir les premiers stades de la CSC.

La démarche consistera à caractériser des états de surface représentatifs résultants des étapes-clés de la fabrication des PFC (perçage, meulage, traitements thermiques, redressement) voire de leur modification après mise en service (mise en compression par choc laser). Des états de surface supposés représentatifs seront réalisés sur des maquettes simplifiées déjà disponibles puis seront caractérisés du point de vue microstructural (taille de grain, précipitation) et mécanique (déformations et contraintes résiduelles). Finalement, la variabilité des paramètres de surface sera modélisée pour être introduite dans la modélisation des PFC (calculs par éléments finis).
Des essais mécaniques et d'oxydation seront ensuite mis en œuvre sur les matériaux obtenus afin d'améliorer les modèles de comportement existants. En particulier, l'effet de la présence de défauts métallurgiques sera pris en compte.

Enfin, des essais de CSC seront réalisés, afin de valider les modèles de CSC développés.

Principales techniques à utiliser au cours de la thèse :
- Métallographie, microscopie électronique (y compris en transmission), microanalyse, EBSD
- Diffraction des rayons X (détermination de contraintes résiduelles), Profilométrie 3D,
- Grenaillage par choc laser
- Microdureté, Nanoindentation
- Essais d'oxydation et de corrosion sous contrainte
- Calculs par éléments finis

Encadrement

Directeur de thèse : Cécilie Duhamel Centre des Matériaux
Co-directeur de thèse : Vincent Guipont Centre des Matériaux
Co-encadrant : Guillaume Kermouche, Prof. ENSME
Co-encadrant : Krzysztof Wolski, Prof. ENSME
Co-encadrant partenaire industriel : Thierry Couvant, ingénieur, EDF

Profil candidat

Profil type pour une thèse à MINES ParisTech: Ingénieur et/ou Master recherche - Bon niveau de culture générale et scientifique. Bon niveau de pratique du français et de l'anglais (niveau B2 ou équivalent minimum). Bonnes capacités d'analyse, de synthèse, d'innovation et de communication. Qualités d'adaptabilité et de créativité. Capacités pédagogiques. Motivation pour l'activité de recherche. Projet professionnel cohérent.

Pré-requis (compétences spécifiques pour cette thèse) : Expérimentateur avec un goût pour la simulation numérique.

Pour postuler :
Envoyer votre dossier à recrutement_these@mat.mines-paristech.fr comportant :

• un curriculum vitae détaillé
• une lettre de motivation/projet personnel
• des relevés de notes L3, M1, M2
• 2 lettres de recommandation
• Une attestation de niveau d'anglais

Typical profile for a thesis at MINES ParisTech: Engineer and / or Master of Science - Good level of general and scientific culture. Good level of knowledge of French (B2 level in french is required) and English. (B2 level in english is required) Good analytical, synthesis, innovation and communication skills. Qualities of adaptability and creativity. Teaching skills. Motivation for research activity. Coherent professional project.

Applicants should supply the following :
a detailed resume
a covering letter explaining the applicantÂ's motivation for the position
detailed exam results
two references : the name and contact details of at least two people who could be contacted
to provide an appreciation of the candidate
Your notes of M1, M2
level of English equivalent TOEIC

to be sent to recrutement_these@mat.mines-paristech.fr

Références

1. J. Caballero, « Modélisation de l'amorçage dela la Corrosion sous Contrainte de l'alliage 600 en milieu primaire », Thèse PSL préparée à MINES ParisTech, 2016
2. M. Wehbi, « Modélisation de l'amorçage de la Corrosion Sous Contrainte dans les alliages base nickel 182 et 82 en milieu primaire des Réacteurs à Eau sous Pression » Thèse MINES ParisTech, 2014
3. Couvant T., “Prediction of IGSCC as a Finite Element Modeling post-analysis', 18th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems – Water Reactors, 2017, Portland, Oregon, USA

Type financement

Convention CIFRE

Retour à la liste des propositions

actualité

Le Rapport d'activité 2017 est en ligne

Formation Le Rapport d'activité 2017 est en ligne « L'ambition de MINES ParisTech : former des…
> En savoir +

Pluie de récompenses pour le CGS

Formation Pluie de récompenses pour le CGS La FNEGE, qui célèbre cette année ses 50 ans, organise la…
> En savoir +

Paula Perez-Lopez lauréate Asgard 2018

Formation Paula Perez-Lopez lauréate Asgard 2018 Paula Perez-Lopez , assistante de recherche au centre O.I.E…
> En savoir +

Engagement et Résistance

Formation Engagement et Résistance Sollicitée par le Souvenir français en janvier 2018, MINES ParisTech a relevé le défi de…
> En savoir +

Concours étudiant sur les réseaux électriques intelligents

Formation Concours étudiant sur les réseaux électriques… Cette année, deux équipes du Mastère spécialisé en…
> En savoir +

+ Toutes les actualités

contact

Régine MOLINS
Direction de l'Enseignement
Service du Doctorat
> envoyer un mail

Plan du site
MINES
ParisTech

60, Boulevard Saint-Michel
75272 PARIS Cedex 06
Tél. : +33 1 40 51 90 00

Implantations
Formation
Mentions légales | efil.fr | ©2012 MINES ParisTech | +33 1 40 51 90 00 |