Thèse Cifre Solidification

**Informations générales**:
**Entité légale**:Chez Framatome, filiale d'EDF, nous concevons et fournissons des équipements, des services, du combustible, et des systèmes de contrôle-commande pour les centrales nucléaires du monde entier.
Nos 20 000 collaborateurs permettent chaque jour à nos clients de produire un mix énergétique bas-carbone toujours plus propre, plus sûr et plus économique.
Nos équipes développent également des solutions pour les secteurs de la défense, de la médecine nucléaire et du spatial.

Implantée dans une vingtaine de pays, Framatome rassemble les expertises d'hommes et de femmes passionnés et convaincus que le nucléaire est une énergie d'avenir.

Entreprise responsable, nous développons des actions pour former et accompagner les premières expériences professionnelles (label Happy Trainees), intégrer tous les talents, dont les personnes en situation de handicap, œuvrer pour l'égalité professionnelle et la mixité de nos métiers (94/100 à l'index de l'égalité hommes-femmes) et concilier les temps de vie.

**Référence**:2025-22704

**Date de parution**:17/06/2025

**Description du poste**:
**Métier**:
TA - ETUDES - CONCEPTION & INGENIERIE - TAD - Conception mécanique

**Intitulé du poste**:
Thèse Cifre Solidification - Etude in-situ de la réaction péritectique au Synchrotron F/H

**Contrat**:
CIFRE

**Fourchette de rémunération**:
de 30 à 35 k€

**Description de la BU**:
Au sein de Framatome, la Direction Technique et Ingénierie assure le développement, la conception et le licensing des chaudières nucléaires et des équipements associés. Elle propose également aux exploitants des études d'ingénierie de conception, de réalisation et de services. Elle intervient, à ce titre, comme autorité technique en apportant toute son expertise afin d'offrir un haut niveau de sûreté et de performance.

**Description de la mission**:
L’équipe « Microstructures de Croissance Auto-organisées » (MCA) du laboratoire IM2NP est spécialisée dans l’observation in-situ des phénomènes de solidification par rayonnement X. Cette équipe dispose d’un dispositif unique de solidification dirigée (GATSBI) qui permet d’étudier, en temps réel, les phénomènes de fusion-solidification jusqu’à 1800°C. En janvier 2025, un premier essai de solidification réalisé au synchrotron européen ESRF a permis de démontrer l’intérêt d’une telle technique pour permettre de caractériser, pour la première fois, la morphologie de la zone pâteuse du 18MND5 en cours de solidification.

À l’aide de ce dispositif, Framatome souhaite caractériser systématiquement le déroulement de la solidification, et en particulier la réaction péritectique, dans différentes nuances d’aciers faiblement alliés, en fonction des conditions locales de vitesse de refroidissement et de gradient de température. Nous envisageons pouvoir:

- Observer la mise en place de la structure de solidification, dans des conditions de refroidissement proches de celles des gros lingots de forge (zones colonnaire et équiaxe) ;
- Décrire la cinétique de la réaction péritectique ;
- Décrire la morphologie de la zone pâteuse au fil de la solidification ;
- Proposer un modèle afin de simuler la mise en place de la structure de solidification.

L’objectif de la thèse sera de mener à bien les expériences de solidification avec observation in-situ des phénomènes pertinents et d’analyser ces résultats afin de contribuer à un modèle simple reliant la cinétique de solidification, en tenant compte du changement de nature du solide formé, la microségrégation et la morphologie de la zone pâteuse. Ces travaux constitueront la base expérimentale indispensable pour permettre l’amélioration des codes de calcul de la solidification des gros lingots.

Framatome souhaite étudier trois aciers faiblement alliés, identifiés comme matériaux pouvant constituer des enceintres sous pression, dont le comportement à la solidification varie:

- Un acier 18MND5 : matériau de référence de nature hyper-péritectique ;
- Un acier 14MND5 : matériau dérivé du 18MND5 de nature quasi-péritectique ;
- Un acier 2,25Cr-1Mo : matériau hypo-péritectique réputé peu sensible aux phénomènes de ségrégation.

Les échantillons observés in-situ pourront faire l’objet d’observations ex-situ à l’aide des techniques expérimentales suivantes : microfluorescence X, techniques de microscopie électronique (EBSD, EDX). Ces techniques pourront être utilisées pour caractériser les échantillons en pseudo-3D (analyse des deux surfaces, et à mi-épaisseur) afin de mieux comprendre l’influence des effets de bord.

**Profil**:
Le département Matériaux (DTIMM) apporte à l'Ingénierie de FRAMATOME et plus largement à d'autres entités de l’entreprise une expertise pour le choix des matériaux métalliques, leur mise en œuvre, le suivi de leurs propriétés au cours du temps et leur optimisation.

Cette thèse CIFRE, qui s’inscrit dans le cadre d'une collaboration entre FRAMATOME et l’Institut Matériaux Microélectronique Nanoscience de Provence (IM2NP), se d