Institut Fresnel

L’Ecole Centrale Méditerranéeet le CEA Cadarache ont mis en place en 2022 la chaire MATLASE visant à développer une expertise d’enseignement et de recherche sur l’étude et la caractérisation des propriétés de MATériaux sous haute température par des technologies LASer. Cette chaire est le fruit d’une collaboration entre le CEA et l’Institut Fresnel débutée en 2009.

Les partenaires de l’Institut Fresnel au CEA sont :

• IRESNE : Institut de REcherche sur les Systèmes Nucléaires pour la production d’Energie bas carbone
• IRFM : Institut de Recherche sur Fusion par confinement Magnétique

Contacts :
 Laurent Gallais - laurent.gallais@fresnel.fr
 Yves Pontillon - yves.pontillon@cea.fr
 Marianne Richou - marianne.richou@cea.fr

La connaissance des propriétés des matériaux et de leurs évolutions à haute température tout comme le comportement des matériaux eux-mêmes revêt une importance cruciale dans de nombreux domaines, parmi lesquels la fission et la fusion nucléaire, au cœur de ce projet, mais également l’aérospatiale, la défense ou certains procédés dans l’industrie. L’avènement et le développement extrêmement rapide des lasers de très forte puissance, permet l’utilisation de techniques de chauffage laser en laboratoire de recherche. L’objet de la chaire est ainsi de structurer et de piloter un programme de recherche sur l’utilisation de ces technologies laser dans le domaine du nucléaire. La thématique principale a trait à l’étude du comportement de matériaux en conditions dites extrêmes, à savoir sous chargements thermiques pulsés à très haute température. Il s’agit de quantifier l’impact de ces transitoires tant sur les matériaux constitutifs des éléments combustibles du parc électronucléaire actuel en situations accidentelles que des composants face plasma des Tokamaks. L’objectif est de mettre à profit les synergies existantes entre les entités impliquées pour permettre l’émergence d’un programme de recherche commun, d’intérêt partagé et ayant des retombées scientifiques et technologiques, en s’appuyant notamment sur un dispositif expérimental mutualisé et unique en termes de potentialités : le dispositif CHAUCOLASE (Chauffage Contrôlé par Laser) à l’Institut Fresnel.

CHAUCOLASE (Chauffage Contrôlé par Laser) est une plateforme expérimentale modulaire basée sur des lasers de puissance, des chambres expérimentales dédiées et un ensemble de moyens de mesures (thermographie infrarouge, imagerie rapide, pyrométrie, spectrométrie,…) pour étudier les matériaux à haute température.

Thèses liées à la chaire :

• Carlos Esteban CIFUENTES QUINTAL (débutée en 2022) : « Micro/macro-usinage par laser de combustibles nucléaires : vers une approche multi-échelles des propriétés matériaux »
• Maxime LEMETAIS (débutée en 2021) : « Modélisation/caractérisation de la recristallisation du tungstène à haute température »
• Matthieu REYMOND (soutenue en 2022) : « Chauffage laser pour l’étude des mécanismes impliqués dans le combustible nucléaire en situation accidentelle hypothétique »
• Thibault VIDAL (soutenue en 2020) : « Interaction Laser-UO2 : Vers une simulation du chargement thermique d’un accident de réactivité (RIA) à l’échelle du laboratoire ».

Publications :
à venir