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Méthodes d’analyse du vieillissement des composants face au plasma

TITRE: Développement, mise en œuvre et intégration de méthodes d’analyse du vieillissement des composants face au plasma.

L'objectif est d'étudier le vieillissement de composants face au plasma CFP (en tungstène massif ou recouvert d'un revêtement de tungstène).

Au cours du fonctionnement d’un réacteur de fusion, les Composants Face au Plasma (CFP) sont soumis à d’importantes contraintes thermiques, chimiques et mécaniques. Il en résulte un endommagement prématuré des CFP avec une érosion des matériaux de surface qui se redéposent sous forme de poussières sur les parois en piégeant des quantités importantes d’atomes d’hydrogène ; l’apparition de défauts (zones fondues, apparition de cracks) et un changement de structure cristalline des matériaux de première paroi.
La connaissance du comportement des matériaux de première paroi est fondamentale pour évaluer la durée de vie des CFP et garantir un fonctionnement optimal du réacteur.
Ces CFP sont constitués d’un assemblage de matériau réfractaire faisant face au plasma (matériau d’armure) et d’un matériau de structure. Le matériau d’armure peut être sous forme massive ou sous forme de revêtement (15µm-0,5mm).
Au cours du fonctionnement du réacteur, il est important de quantifier le vieillissement des CFP  en termes d’érosion, d’apparition de défauts et recristallisation du tungstène pour évaluer la durée de vie de ces composants.
Le stage est divisé en deux parties :
- 1ere partie : évaluation de deux méthodes pour quantifier l'érosion des composants face au Plasma. Pour se faire, le candidat devra travailler en forte interraction avec des laboratoires (francais et internationaux) et des industriels. Deux méthodes (courants de foucault multifrequence et 4 pointes) seront testées et comparées sur des échantillons avec des revetements de tungstene de différentes épaisseurs. La sensibilité et la précision des deux techniques seront comparées en fonction de l'épaisseur des revetements, leur structure cristalline...
- 2eme partie : travail sur l'intégration de ces deux méthodes de mesure pour permettre une mesure in-situ ou une mesure in-line.

Mise à jour : 29/11/2018
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