[Contrat doctoral] Modélisation des mécanismes de corrosion de l’acier inoxydable 316L sous radiolyse dans les réacteurs à eau pressurisée à Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon

Fri, 29 May 2026 17:53:06 +0200

Cette thèse s’inscrit dans le contexte de la compréhension des mécanismes de vieillissement des matériaux métalliques utilisés dans les réacteurs nucléaires à eau pressurisée (REP). Plus précisément, elle vise à modéliser les mécanismes de corrosion affectant l’acier inoxydable 316L, employé comme matériau de structure dans ces installations. En fonctionnement, l’environnement chimique du circuit primaire des REP est modifié par l’irradiation continue de l’eau, qui induit une radiolyse générant des espèces hautement réactives interagissant avec les surfaces métalliques, altérant les couches passives et accélérant les processus de corrosion.

Le travail du doctorant retenu consistera en la simulation des phénomènes physiques mis en jeu à l’interface eau / acier lors de la radiolyse de l’eau avec une méthodologie en deux étapes. La première méthode consiste en des simulations Monte Carlo avec les codes GEANT4-DNA & GATE. Le code GEANT4 permet de simuler l’irradiation d’un système, modélisé à partir des plans de la cellule d’irradiation utilisée actuellement dans la thèse de B. Lathuillière (doctorant MATICE 2024-2027). GEANT4-DNA et GATE, spécifiques aux études de radiolyse, permettent de déterminer les espèces créées et leurs énergies par la radiolyse de l’eau (électrons aqueux, photons, H•, H₂O₂, …) dans des conditions prédéfinies d’irradiation (objectifs de la première année de thèse). L’épaisseur de la couche passive doit être déterminée de manière fine pour connaître notamment le parcours des espèces radiolytiques. Pour cela, le code LAMMPS et des potentiels empiriques de type REAXFF seront utilisés de manière similaire aux travaux de V. Jameborzogi (voir réf. ci-dessous) pour des calculs de dynamique moléculaire (DM) dans des conditions d’intérêt (température, pH, …) par rapport aux expériences menées (objectifs de la deuxième année de thèse). Ces résultats seront comparés aux résultats expérimentaux pour proposer un (ou plusieurs) mécanisme(s) de la corrosion des aciers par radiolyse (objectifs de la troisième année de thèse).

V. Jameborzogi et al., Corrosion Science 235 (2024) 11219

Profil recherché :
Compétences attendues Bases scientifiques souhaitées Physique des matériaux : défauts cristallins, diffusion, phénomènes d’irradiation Chimie du solide et des surfaces : oxydation, corrosion, passivation des aciers inoxydables Contexte nucléaire : fonctionnement d’un réacteur à eau pressurisée, conditions thermo-hydrauliques et radiatives Compétences informatiques Python (analyse, scripts) Linux / HPC (clusters de calcul) Gestion de données de simulation (post-traitement, visualisation) Compétences transversales Rédaction scientifique (anglais avec un bon niveau demandé) Autonomie + capacité à structurer un problème complexe Communication (interactions multiples dans le cadre du projet) Curiosité interdisciplinaire Une première expérience dans l’utilisation de codes de transport de particules type Geant4 ainsi que dans la modélisation multi-échelles serait appréciée.

Candidater

Forum emploi SFP

[Contrat doctoral] Modélisation des mécanismes de corrosion de l’acier inoxydable 316L sous radiolyse dans les réacteurs à eau pressurisée à Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon