Carlos CIFUENTES défendra sa thèse intitulée « Micro/Macro-usinage par laser de combustibles nucléaires : vers une approche multi-échelles des propriétés matériaux » le mardi 16 décembre 2025 à 14h00, en salle des thèses du campus St. Jérôme à Marseille.
La présentation se fera en français avec les slides en anglais.
Membres du Jury :
- Florence GARRELIE, Laboratoire Hubert Curien, Université Jean Monnet, Rapporteuse
- Rodrigue LARGETON, EDF Lab les Renardières, Rapporteur
- David GROJO, LP3 – CNRS, Président du Jury
- Alexandre SEMEROK, CEA Saclay, Examinateur
- Laurent GALLAIS, Institut Fresnel – Centrale Méditerranée, Directeur de thèse
- Yves PONTILLON, CEA Cadarache, Co-Directeur de thèse
- Thomas DOUALLE, CEA Cadarache, encadrant CEA invité
Résumé : L’exploitation sûre et le développement des réacteurs actuels et de prochaine géné-ration exigent une connaissance approfondie des propriétés des matériaux et, partant, des préparations d’échantillons qui n’altèrent pas la microstructure du combustible tout en restant compatibles avec des analyses locales. Le micro/macro-usinage par laser est étudié ici comme solution potentielle pour la découpe de matériaux combus-tibles en visant à réduire les impacts et dommages potentiels associés aux procédés. Dans ce contexte, cette thèse établit une stratégie intégrée de micro/macro-usinage par laser à impulsions ultracourtes de combustibles nucléaires, appliquée au dioxyde d’uranium vierge, en combinant le développement d’un banc expérimental et une modélisation de la thermique associée. Des mesures de température in-situ par ther-mographie infrarouge, sont mobilisées en complément pour quantifier et interpréter l’étendue de la zone affectée thermiquement. Avant l’étude de la céramique nucléaire, une étape d’évaluation a été réalisée sur un matériau test, le graphite, afin de valider et de s’approprier les protocoles expérimentaux et d’analyse. Ces travaux constituent la première démonstration de découpe d’UO2 par laser ultracourt à 1030 nm avec des impulsions de 300 fs dans le régime MHz. Les princi-paux résultats identifient notamment une fenêtre opératoire pour limiter les effets thermiques, permettant de préserver l’intégrité des échantillons. Dans les conditions identifiées, la Zone Affectée Thermiquement est de l’ordre de 5 µm et les découpes sub-millimétriques présentent des bords réguliers. En conclusion, l’approche couplée mesures–modélisation fournit des règles opératoires, du tir unique à la découpe, et un cadre de transposition vers d’autres céramiques nucléaires et, à terme, vers des combustibles irradiés où le contrôle des effets thermiques est plus déterminant.
Mots clés : Micro-usinage par laser, dioxyde d’uranium (UO2), zone affectée thermi-quement, thermographie infrarouge, modèle thermique
