Modélisation du vieillissement de matrices XLPE- Estimer la durabilité des câbles électriques nucléaires (2025-139837)

Description de l'offre

Dans le cadre de la prolongation des réacteurs nucléaires du Parc français (57 tranches), la maîtrise du vieillissement des câbles électriques représente un enjeu majeur pour EDF. En effet, en raison de leur nombre considérable (on recense environ 1500 km de câbles par tranche nucléaire dont 50 km dans le bâtiment réacteur), leur remplacement massif est difficile et coûteux, et leur bon fonctionnement est essentiel pour garantir la sûreté des installations nucléaires. Les matériaux jugés sensibles dans les câbles électriques sont les matériaux polymériques constituant l’isolation et la gaine, dont l’analyse et la compréhension du vieillissement sont essentiels à la prédiction de la durée de vie de ces matériels. Pour répondre à ces enjeux scientifiques et techniques, l’ingénierie d’EDF s’appuie sur sa R&D et plus particulièrement sur le Département MMC (Matériaux et Mécanique des Composants) qui porte la compétence matériaux et a pour principale mission de développer les moyens expérimentaux et les outils de modélisation numérique, permettant d'évaluer la durée de vie des composants des moyens de production électrique. Dans le cas des câbles électriques, cette mission est confiée à l’équipe « Polymère » du département MMC d’EDF R&D.
Pour poursuivre le développement de ces outils, l’équipe « Polymère » d’EDF R&D propose une thèse portant sur la modélisation cinétique de la stabilisation et du vieillissement thermo-oxydant des isolants de câbles électriques en XLPE (polyéthylène réticulé) avec les objectifs suivants :
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(1) Comprendre et modéliser les phénomènes de stabilisation et d’oxydation du XLPE ;
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(2) Etudier et modéliser l’effet synergique des mélanges d’antioxydants ;
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(3) Déterminer les seuils de solubilité des mélanges d’antioxydants dans la matrice XLPE ;
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(4) Déterminer l’influence de la charge minérale sur la stabilisation et l’oxydation du XLPE.
Les missions de le/la doctorant(e) couvriront :
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Une recherche bibliographique ;
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La préparation de matériaux modèles en XLPE avec différents mélanges d’antioxydants ;
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Des caractérisations multi-échelles physico-chimiques et mécaniques, et des observations micrographiques des matériaux modèles avant et après vieillissement thermique (spectroscopie IRTF, DSC, microscopie optique, AFM, micro-indentation, traction uni-axiale, etc.) ;
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L’analyse et l’interprétation des résultats expérimentaux ;
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La modélisation cinétique de la stabilisation et du vieillissement thermo-oxydant du XLPE ;
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La rédaction du mémoire de thèse.
Cette thèse EDF est en partenariat avec l’ENSAM (Ecole Nationale Supérieure des Arts et Métiers) et Lynxeo (fabricant de câbles industriels). La thèse aura lieu principalement sur le site R&D d’EDF aux Renardières (Moret-sur-Loing-et-Orvanne - proche Fontainebleau) et au laboratoire PIMM de l’ENSAM à Paris.