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Stage - Recherche - Modélisation ultrasonore dans les aciers austénoferritiques - H/F

EDF

Stage Industrie Département de Seine-et-Marne

Détails de l'offre

Durée : 4 à 6 mois à partir de mars 2020


Lieu de stage : EDF Lab Les Renardières Laboratoire CND, département Matériaux et Mécanique, MORET SUR LOING


                         Possibilité de poursuite en thèse


Contexte et Objectifs


Le Contrôle Non Destructif par ultrasons constitue une technique essentielle permettant de vérifier l’intégrité des composants des centrales nucléaires d’EDF. Afin de fiabiliser les contrôles, EDF R&D étudie le lien entre la microstructure des matériaux (cristallographique, morphologiques, propriétés élastiques) et les performances des contrôles par ultrasons.


Dans les centrales nucléaires, les aciers austénoferritiques mis en forme par moulage sont parmi les matériaux les plus pénalisants pour les contrôles ultrasonores. En effet, ces matériaux sont biphasiques et constitués de grains potentiellement très gros (plusieurs millimètres). L’onde ultrasonore subit donc, dans ces matériaux, des diffusions multiples pouvant faire disparaitre le front d’onde cohérente et ainsi réduire drastiquement les capacités de contrôle par ultrasons.


Pour optimiser les CND, EDF R&D souhaite améliorer la modélisation de la propagation ultrasonore de ces matériaux complexes. La précision de la modélisation d’un tel matériau dépend des connaissances sur la microstructure, qui constitue une donnée d’entrée de la simulation.


En outre, La taille moyenne des grains d’une microstructure peut être estimer en exploitant le modèle de Stanke&Kino, qui corréle l’atténuation d’une onde ultrasonore à une fréquence donnée à la taille des grains d’un matériau équivalent avec une taille de grain uniforme. Un des objectifs de ce stage est de vérifier la pertinence de cette approche pour un matériau avec une taille de grains non-uniforme.


Contenu Technique


Le travail consistera à prendre en main les codes de simulation numérique par éléments finis développés à EDF R&D de manière à étendre la méthodologie aux aciers inoxydables austenoferritique. Le stagiaire développera également des outils (scripts de programmation python ou MATLAB) permettant d’adapter la description de la microstructure à ces matériaux. La génération de matériaux synthétiques avec des distributions de tailles de grain plus ou moins uniformes permet ensuite la détermination de l’atténuation par simulation numérique.


Les données numériques seront comparées aux prédictions théoriques des modèles analytiques (équation de Bethe-Salpeter, Modèle de Stanke & Kino,…) afin de vérifier si les simulations numériques reproduisent bien les comportements attendues, sur l’atténuation ultrasonore et le coefficient de diffusion.


Les simulations numériques seront également confrontées à des données expérimentales. Une campagne de mesure sera réalisée, par le stagiaire, avec pour objectif de quantifier l’atténuation, le bruit de structure, dans les matériaux étudiés, afin de valider les modèles.



Bac+5 en Master ou Ecole d’ingénieur


Compétences recherchées :


  • Dynamique des milieux élastiques (propagation d’ondes)
  • Physique des matériaux
  • Simulation numérique et / ou Expérimentation

Vous faites preuve d’esprit d’initiative et de rigueur et souhaitez poursuivre votre parcours par une thèse au laboratoire CND du département MMC.

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