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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-20-0591

DOMAINE DE RECHERCHE
Matériaux et applications / Sciences pour l’ingénieur
INTITULÉ DU SUJET Français English

Métamatériaux 3D-imprimés légers et résistants aux chocs pour colis de transport de déchets radioactifs : design d’architectures optimales dans une approche bio-inspirée

RÉSUMÉ DU SUJET

Les opérations d’assainissement et de démantèlement des anciennes installations nucléaires de recherche créent d’importants volumes de déchets qui doivent être transportés en parfaite sécurité vers les unités de stockage ou de traitement. Les colis de transport sont des dispositifs multicouches, étanches, conçus pour arrêter les rayonnements ionisants, mais aussi résister aux chocs, poinçonnements, aux contraintes thermiques…. Ces contraintes rendent les colis actuels très lourds, difficile à manipuler, et augmentent les doses reçues lors de celle-ci.

Ce projet de thèse vise à concevoir de nouveaux matériaux pour colis de transport, à la fois ultralégers et compatibles aux contraintes mécaniques/thermiques rencontrées. Dans ce contexte, les métamatériaux type microréseaux (formés de microtubes arrangés périodiquement) s’avèrent prometteurs : en plus d’être bien plus légers que les matériaux massifs (de plusieurs ordres de grandeur !), ils semblent offrir une résistance à la compression bien supérieure. Il s’agira de comprendre l’origine de cette résistance anormale, puis d’optimiser l’architecture des microréseaux dans ce cadre. Dans une approche bio-inspirée, le potentiel amené par des architectures aléatoires et hiérarchiques sera en particulier exploré. L’étude s’appuiera sur des approches numériques de type « Modèle de poutres sur réseaux » de complexité croissante. Ces approches seront qualifiées au travers d’expériences menées sur des métamatériaux obtenues par impression additive. Cette thèse est adossée à une autre thèse plus orientée chimie et matériaux, visant à concevoir les meilleurs composites résines/nanoadditifs pour optimiser la protection aux rayonnement ionisant, les propriétés neutrophages et la tenue à l’irradiation.

Ce sujet de thèse implique un goût du travail en équipe ainsi qu’une importante curiosité scientifique et un esprit d’ouverture. Il met en jeu des notions appartenant à la fois à l’ingénierie mécanique, la physique non-linéaire et la science des matériaux. Le candidat retenu aura l’opportunité de manipuler les outils théoriques, numériques et expérimentaux utilisés dans ces trois domaines. Le caractère à la fois fondamental et appliqué de cette recherche permettra au candidat de trouver à l’issu de sa thèse des débouchés dans le monde académique et dans l’industrie.

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut rayonnement et matière de Saclay
Service de Physique de l’Etat Condensé
Systèmes Physiques Hors-équilibre, hYdrodynamique, éNergie et compleXes
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2020
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Daniel BONAMY  

CEA
DSM/IRAMIS/SPEC/SPHYNX
DSM/IRAMIS/SPEC/SPHYNX
CEA Saclay
Bat. 772, Centre de l’Orme des Merisiers
91191 Gif-Sur-Yvette Cedex
FRANCE

Téléphone : +33 1 69 08 21 14

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
Physique en Île-de-France (EDPIF)
DIRECTEUR DE THÈSE

Daniel BONAMY

CEA
DSM/IRAMIS/SPEC/SPHYNX
DSM/IRAMIS/SPEC/SPHYNX
CEA Saclay
Bat. 772, Centre de l’Orme des Merisiers
91191 Gif-Sur-Yvette Cedex
FRANCE