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Séminaire du LJLL - 02 02 2018 14h00 : F. Willaime
François Willaime (Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Saclay)
Vieillissement de l’acier de cuve des centrales nucléaires : apport des simulations numériques à l’échelle atomique
Cette séance du séminaire s’inscrira dans le cadre d’ « Une après-midi en l’honneur de Robert Dautray » qui aura lieu au Laboratoire Jacques-Louis Lions vendredi 2 février 2018 de 14h à 18h.
Résumé
La cuve d’un réacteur à eau sous pression est soumise à l’irradiation neutronique engendrée par les réactions nucléaires qui se produisent dans le cœur. La cuve étant un composant irremplaçable qui a un rôle primordial pour la sureté de l’installation, la maitrise de la dégradation sous irradiation des propriétés mécaniques de l’acier de cuve est un enjeu majeur pour l’extension de la durée de fonctionnement des réacteurs nucléaires. Les mesures effectuées sur des coupons, placés dans des capsules à l’intérieur du réacteur et ayant subi un vieillissement accéléré, permettent d’établir des formules de prévision de la fragilisation. Afin de réduire l’empirisme et le conservatisme de ces formules de prévision, la modélisation multi-échelle à partir de l’échelle atomique ambitionne de contribuer au développement de modèles prédictifs sur base physique.
Au cours de cet exposé, je présenterai quelques exemples récents de phénomènes mis en évidence par des simulations numériques à l’échelle atomique et qui participent à cette démarche. Le point de départ commun de ces travaux est l’utilisation intensive de calculs de structure électronique « ab initio », basés sur la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité. L’utilisation couplée de potentiels interatomiques, modèles cinétiques, et modèles élastiques permet d’apporter des corrections, liées notamment à la taille finie des cellules de simulation, et surtout d’explorer les conséquences aux échelles supérieures de temps et d’espace. Deux types de défauts seront abordés : les amas de défauts produits sous irradiation, et les dislocations, les défauts linéaires présents dans les matériaux cristallins et qui sont les vecteurs de la déformation plastique.