Contexte :

Le plutonium est sans doute un des éléments dont la métallurgie est la plus complexe puisqu’il possède six variétés allotropiques. Une d’entre elles, la phase δ, est plus ductile et moins oxydable que la phase a. Cette phase peut être stabilisée à température ambiante grâce à l’addition d’éléments comme l’aluminium, le gallium, le cérium ou encore l’américium. Sous l’effet des basses températures ou d’une élévation de pression, ces alliages δ métastables subissent différents types de transformations via différents chemins thermodynamiques (directs ou partiellement indirects avec des phénomènes associés telle la diffusion du soluté). Dans ce contexte, il apparaît opportun de pouvoir simuler ce comportement et d’identifier les phénomènes mis en jeu.

Objectif :

Dans ce but, le CEA/Valduc a réalisé des expériences par diffraction des rayons X (DRX), dilatométrie, calorimétrie (DSC), microsonde de Castaing, et microscopie électronique à balayage (MEB) afin de caractériser, analyser et comprendre les transformations de phase. En parallèle à ces études expérimentales poussées, le CEA/Valduc a initié une étude de simulation thermodynamique et cinétique des transformations de phase par la méthode CALPHAD (CALculation of PHase Diagrams) afin de comprendre les processus mis en jeu d’un point de vue théorique, puis de prédire les transformations impliquées en fonction de la température, des contraintes extérieures et de la composition chimique des alliages. Cette étude numérique, basée sur l’utilisation du logiciel Thermo-Calc couplé au module cinétique DICTRA (Diffusion Controlled TRAnsformations) repose sur le développement et l’optimisation de la description des volumes au sein des bases de données existantes. Il sera ainsi demandé au (à la) post-doctorant(e) en charge de cette étude de :

• se former à l’implémentation de la description des volumes au sein des bases de données thermodynamiques utilisées par le logiciel Thermo-Calc et le module DICTRA permettant la modélisation des transformations de phase. Sur ce point, la maitrise des optimisations de type CALPHAD est indispensable ;
• collaborer étroitement avec les expérimentateurs afin de proposer les expériences nécessaires pour alimenter les optimisations des bases de données ;
• participation à la mise en place et au suivi de collaborations avec des acteurs reconnus dans le domaine
  CALPHAD ;
• synthétiser et de publier les résultats obtenus sous formes de différents documents et de publications dans des journaux internationaux ou communications en congrès.

Le (la) post-doctorant(e) sera intégré(e) dans une unité de recherche, dédiée à la métallurgie et aux analyses de
surface. Cette unité dispose de nombreux moyens expérimentaux nucléarisés qui permettront au (à la) postdoctorant(
e) d’approfondir ses connaissances sur la caractérisation de surface des matériaux métalliques. Enfin,
l’intégration au sein d’une équipe d’ingénieurs et de techniciens jeunes lui permettra d’enrichir son expérience et
d’acquérir les bases pour gérer une équipe dans la suite de sa carrière.

Contact :

Benoît OUDOT – CEA/Valduc – 21120 Is-Sur-tille – 03.80.23.40.00