Modélisation du vieillissement des tritiures métalliques : application au tritiure de palladium

Sujet :

Le palladium et ses alliages sont couramment utilisés pour le stockage des isotopes de l’hydrogène, en particulier pour un stockage sûr et compact du tritium, isotope radioactif de l’hydrogène. Cependant, la décroissance radioactive du tritium s’accompagne de l’apparition d’hélium-3 qui, très peu soluble dans le Pd, se réorganise rapidement sous forme d’amas puis de bulles, piégées dans la matrice métallique. Lorsque la concentration en hélium dans le matériau atteint une valeur critique, il se produit un phénomène de désorption massive durant lequel l’hélium est relargué en phase gazeuse à une vitesse proche de sa vitesse de formation.

Il est fondamental de comprendre et de pouvoir prédire le comportement de l’He-3  au cours du temps dans le matériau afin d’une part, de prévenir une montée en pression trop importante dans le conteneur et, d’autre part, de déterminer un critère permettant de sélectionner un matériau pour son aptitude à pouvoir retenir l’hélium sur de grandes périodes. Déterminer le vieillissement du matériau, en particulier le comportement de l’He, peut se faire en combinant des modèles théoriques décrivant la nucléation, la croissance des bulles d’He et la désorption accélérée de l’He avec des mesures expérimentales par microscopie électronique, RMN et mesures mécaniques.

Objectifs de la thèse :

La thèse proposée s’inscrit dans la continuité de ces travaux et a pour objectifs :

  • L’amélioration des différents modèles et plus particulièrement l’aboutissement de celui qui décrit la troisième phase du vieillissement, prenant en compte des phénomènes conduisant au relâchement massif d’3He.
  • l’obtention de nouvelles grandeurs caractéristiques du tritiure de palladium à différents stade de vieillissement, données nécessaires en entrée des modèles (loi de comportement mécanique, coefficient de diffusion de l’3He..) et à leur recalage (densité de bulles, répartition spatiale, pression dans les bulles, gonflement macroscopique …).

Lieu :

Le laboratoire d’accueil de la thèse sera le département de Métallurgie et Matériaux Inorganiques (M2I) de l’ICMPE. Le candidat sera amené à faire des déplacements sur les sites du CEA Valduc (Bourgogne) et du CEA Saclay (Ile de France) pour réaliser diverses caractérisations.

Détails du Sujet :

Contact :

Valérie PAUL-BONCOUR

Candidature :

CV, Lettre de motivation, notes de Master