Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Di paola ÉCOLE CENTRALE DES ARTS ET MANUFACTURES ÉCOLE CENTRALE PARIS ? THÈSE présentée par M François Di Paola pour l ? obtention du GRADE DE DOCTEUR Spécialité Sciences pour l ? ingénieur mécanique et matériaux Laboratoire d ? accueil Laboratoire de Méc

ÉCOLE CENTRALE DES ARTS ET MANUFACTURES ÉCOLE CENTRALE PARIS ? THÈSE présentée par M François Di Paola pour l ? obtention du GRADE DE DOCTEUR Spécialité Sciences pour l ? ingénieur mécanique et matériaux Laboratoire d ? accueil Laboratoire de Mécanique des Sols Structures et Matériaux LMSSMat Sujet Modélisation multi-échelles du comportement thermo-élastique de composites à particules sphériques Soutenue le novembre devant un jury composé de M M M M Mme M Philippe Pilvin Serge Kruch Samuel Forest Renaud Masson Clotilde Berdin- Méric Serge Pascal Président professeur université de Bretagne-Sud Rapporteur ingénieur de recherche ONERA Rapporteur directeur de recherche CNRS Examinateur ingénieur de recherche CEA Directrice de thèse professeur université Paris-Sud Co-directeur de thèse ingénieur de recherche CEA ECAP C CRésumé Ce travail de thèse a porté sur la simulation numérique du comportement thermique et mécanique d ? un combustible nucléaire à particules Il s ? agit d ? un composite réfractaire constitué d ? une matrice de graphite comportant en fraction volumique de particules sphériques d ? UO revêtues de deux couches de pyrocarbone L ? objectif était de développer une modélisation multi-échelles de ce composite a ?n d ? estimer son comportement moyen ainsi que les hétérogénéités des champs mécaniques au sein des constituants Nous avons modélisé la microstructure du combustible et généré des échantillons numériques en D Pour cela des outils de génération de distributions aléatoires de sphères de maillage et de caractérisation microstructurale telle la covariance ont été développés dans le code de calcul Cast M Une centaine d ? échantillons numériques de di ?érentes tailles ont été réalisés Le comportement thermo-élastique du combustible a été caractérisé à partir de ces échantillons à l ? aide de calculs de microstructures par éléments ?nis Nous avons étudié l ? in uence de divers paramètres de la modélisation dont les conditions aux limites Nous proposons une méthode pour s ? a ?ranchir des e ?ets des conditions aux limites sur les résultats appelée méthode d ? érosion Elle s ? appuie sur l ? analyse des résultats sur un érodé du volume élémentaire Nous avons alors déterminé les propriétés e ?ectives du composite modules d ? élasticité conductivité thermique dilatation thermique ainsi que les distributions des champs mécaniques locaux au sein de la matrice En ?n nous avons proposé un modèle de changement d ? échelles permettant d ? obtenir non seulement les valeurs moyennes des variables mécaniques dans chaque phase mais également leurs variances et covariances pour tout chargement macroscopique imposé Cette approche statistique de changement d ? échelles permet ainsi d ? estimer la distribution des grandeurs mécaniques au sein de chaque phase du composite iii CAbstract The aim of this work was to perform numerical simulations of the thermal and mechanical behavior of a particle-based nuclear fuel This is a refractory composite material made of UO spherical particles which are coated with two layers of pyrocarbon and embedded in a graphite matrix at a high volume fraction The objective was to develop a multi-scale modeling