Contexte
Afin de justifier la durée de vie des Réacteurs à Eau Pressurisée (REP) du parc nucléaire français, EDF mène des études en continu sur la tenue mécanique de leurs composants. Le comportement mécanique à rupture des aciers est une des propriétés importantes à maîtriser. Pour les aciers du circuit primaire ou secondaire, un des modes de ruine à considérer est la rupture de type ductile. Sous des déformations plastiques suffisantes, des cavités apparaissent au sein du matériau, croissent et coalescent entre elles jusqu’à provoquer la ruine de la structure.

Les différentes étapes de développement de la rupture ductile sont intimement liées à la microstructure du matériau. Dans les métaux industriels, les défauts métallurgiques pilotent en partie les différentes phases de l’endommagement ductile. On distingue la germination autour des particules de seconde phase qui intervient dès le début de la déformation plastique et la germination sur des particules plus petites qui se produit pour des niveaux de déformation élevés et participe à la coalescence. Les impuretés présentes dans un acier peuvent influencer sa résistance à la déchirure ductile en agissant sur l’une des trois phases de la rupture ductile. Dans le cadre de la maîtrise des propriétés de résistance à la déchirure, une compréhension fine de la manière dont sont susceptibles d’agir les impuretés est nécessaire.

Objectif du stage
L’objectif du stage proposé est d’étudier l’influence des impuretés sur la résistance à l’amorçage de la rupture ductile des aciers en s’appuyant sur une analyse des propriétés impactées à l’aide d’une base de données expérimentales et sur des examens métallographiques permettant d’identifier les impuretés et les mécanismes d’endommagement, puis en réalisant des simulations aux éléments finis des essais.

Programme de travail

• Etude bibliographique sur les techniques expérimentales utilisées et sur les travaux existants sur le sujet dans la littérature ;
• Analyse d’une base de données expérimentales afin d’identifier les propriétés impactées ;
• Mise en place d’une procédure pour l’observation de l’impuretés lors d’examen métallographique ;
• Réflexion sur le développement d’essais mécaniques permettant la compréhension des mécanismes d’endommagement ;
• Modélisation de l’essai de ténacité et validation par confrontation aux données expérimentales ;
• Rédaction du rapport de stage et préparation de la soutenance.

En dernière année d’école d’ingénieur ou équivalent M2, la personne candidate aura des connaissances en science des matériaux, métallurgie, mécanique des milieux continus, mécanique des matériaux, mécanique de la rupture et calculs par éléments finis. La connaissance des outils de simulation (plate-forme Salome-Meca et le code de calcul aux éléments finis Code_Aster) n’est pas un prérequis. Sur ce sujet de recherche, une poursuite en thèse sous convention CIFRE est envisagée.