Offre d'emploi Absorption d'hydrogène par un acier inoxydable en réacteur nucléaire : effet de la chimie H/F

Description du poste Domaine Matériaux, physique du solide Contrat Stage Intitulé de l'offre Absorption d'hydrogène par un acier inoxydable en réacteur nucléaire : effet de la chimie H/F Sujet de stage Afin de quantifier le flux d'hydrogène absorbé par les aciers inoxydables en réacteur, et d'en identifier les mécanismes d'entrée, un dispositif unique de perméation hydrogène en milieu primaire REP (300 °C, 15 MPa) a été développé et qualifié au laboratoire (dispositif Hypokamp).

Le deutérium est utilisé pour tracer l'hydrogène.

L'impact des paramètres physico-chimiques du milieu (température, teneur en hydrogène dissous et en eau oxygénée – simulant la radiolyse) sera étudié par mesures in situ.

L'étudiant.e aura en charge la préparation des échantillons, leur caractérisation microstructurale avant et après exposition.

Il/Elle réalisera les mesures de perméation, la quantification de deutérium dans la membrane (thermodésorption TDS) et la caractérisation des couches de corrosion (MEB, EDX, Raman).

L'étudiant.e proposera in fine des mécanismes et des cinétiques d'absorption d'hydrogène en lien avec les mécanismes de corrosion en fonction de la chimie du milieu primaire simulé. Durée du contrat (en mois) 5 à 6 mois Description de l'offre "Absorption d’hydrogène par un acier inoxydable en réacteur nucléaire : mesure in situ du flux de perméation et impact de la chimie du milieu" Dans le cœur des réacteurs nucléaires à eau pressurisée (par ex.

du parc Français), les matériaux de structure sont plongés dans le milieu primaire (eau ‘pure’ à ~ 300 °C et pressurisée à 15 MPa).

Dans cet environnement extrême, les aciers inoxydables sont soumis à des réactions d’oxydo-réduction : ils se corrodent et absorbent une partie de l’hydrogène produit par la réaction de réduction.

En présence de contraintes sur le matériau, cette combinaison de facteurs peut conduire à la fissuration, puis à la rupture prématurée des pièces.

L’hydrogène absorbé, par exemple, pourrait contribuer à la propagation des fissures (de corrosion sous contrainte – CSC) en affaiblissement en amont de la fissure les liaisons intermétalliques de l’acier. Afin de quantifier l’hydrogène absorbé, son flux et les cinétiques des différentes étapes à l’entrée d’hydrogène dans la matière, un dispositif unique de perméation sous haute température et haute pression a été développé et qualifié au laboratoire (dispositif Hypokamp) : il permet d’imposer d’un côté de l’échantillon – membrane – des conditions de milieu primaire, et de l’autre de mesurer les espèces qui ont traversé la membrane par spectrométrie de masse (sous 10-5 Pa).

Le deutérium est utilisé pour tracer l’hydrogène.

Afin d’évaluer l’impact de la chimie du milieu primaire (composition et potentiel électrochimique), la température, la teneur en dihydrogène (dideutérium) dissous pourront être modifiées et contrôlées ; le montage devra être adapté pour permettre l’injection et le contrôle d’eau oxygénée (moyen de reproduire ‘à froid’ une partie des effets de la radiolyse de l’eau rencontrée en réacteur). L’étudiant.e aura en charge la préparation des échantillons d’acier inoxydable 316L, ainsi que leur caractérisation microstructurale avant et après exposition.

Il/Elle mettra en œuvre le dispositif Hypokamp et s’attèlera aux modifications nécessaires à l’étude.

Enfin, la quantité de deutérium absorbée par la membrane, et sa distribution dans l’échantillon sera étudiée par spectrométrie de désorption thermique (TDS).

En croisant les données sur l’oxydation et les flux et prise d’hydrogène (deutérium), il sera possible de proposer des mécanismes et des cinétiques d’absorption d’hydrogène en lien avec les mécanismes de corrosion en fonction de la chimie du milieu primaire simulé.

A terme, ces résultats seront utilisés comme données d’entrée permettant d’alimenter un code de calculs. Ce stage expérimental (à 90 %) pourra être poursuivi en thèse (les composantes in operando de la radiolyse, sa modélisation, ainsi que l’effet de l’irradiation du matériau lui-même seront ajoutées pour la thèse). Moyens / Méthodes / Logiciels TDS, perméation HT/HP, traceur isotopique, microscopie électronique, métallographie. Profil du candidat Niveau: Fin d'Etude Ecole d'Ingénieurs ou Master 2 Spécialités requises: Science des Matériaux, Chimie, Métallurgie Profil candidat souhaité: curiosité, dynamisme, autonomie Localisation du poste Site Saclay Localisation du poste France, Ile-de-France, Essonne (91) Ville Gif-sur-Yvette Critères candidat Diplôme préparé Bac+5
- Master 2 Possibilité de poursuite en thèse Oui Demandeur Disponibilité du poste 02/03/2026 Informations générales Entité de rattachement Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat. Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale.

Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs. Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international. Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :
• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité Référence 2026-39113 Description de l'unité Au sein de la Direction des EnergieS du CEA, le Service de recherche en Corrosion et Comportement des Matériaux (S2CM) s'attache, par des programmes de recherche fondamentale et appliquée, à comprendre, modéliser et simuler les comportement des matériaux dans des environnements complexes et/ou extrêmes (eau pressurisée, acides concentrés, métaux liquides, sels fondus, milieux argileux et cimentaires, sous irradiation etc.). Le spectre des domaines d'application des programmes du S2CM est extrêmement large, allant des études pour le nucléaire au biomédical, en passant par le secteur automobile et le génie civil.

Le S2CM est constitué de 5 laboratoires ou sections : le LECA (Lab.

d'Etude de la Corrosion Aqueuse), le LECNA (Lab.

d'Etude de la Corrosion Non Aqueuse), le LM2T (Lab.

de Modélisation en Thermodynamique et Thermochimie), le LECBA (Lab.

d'Etude du Comportement des Bétons et Argiles) et la SRMP (Section de Recherche en Métallurgie Physique).