Description :
Contexte et objectif du stage.

Ce sujet de stage porte sur la formulation d’une pâte céramique adaptée à la mise en forme par le procédé d’extrusion.
Les combustibles nucléaires se présentent aujourd’hui sous forme de pastilles cylindriques fabriquées par pressage uniaxial. Ce procédé présente des avantages indéniables comme sa simplicité à être automatisé ou sa cadence de production, mais également deux inconvénients importants :
₋ des déformations au frittage (effet diabolo) dues au pressage uniaxial qui engendre des hétérogénéités de densités dans les pièces crues. Ces déformations limitent la hauteur des pastilles et accroissent le taux de rebut.
₋ l’utilisation de matières premières pulvérulentes difficiles à homogénéiser avec finesse du fait de leur caractère cohésif.
Ces deux inconvénients du procédé actuel sont d’autant plus indésirables qu’ils provoquent la dissémination de matière radioactive, rendant plus compliquées la radioprotection et la gestion de la matière nucléaire.
Le recours à une mise en forme par une voie liquide ou pâteuse apparaît donc attrayant pour pallier ce problème. Ces voies ont également l’avantage de permettre un mélange plus homogène des différentes poudres, que le mélange des poudres sèches dans la voie pressage actuelle.
Les procédés de mise en forme basés sur ces voies sont nombreux et plus ou moins adaptés selon la complexité géométrique des pièces et les quantités à produire.
Dans le cas des combustibles nucléaires et de leur traditionnelle forme cylindrique (pleine ou creuse), l’extrusion se révèle particulièrement adaptée puisqu’elle permet la fabrication continue d’une pièce de section constante. Il est donc très aisé de fabriquer des pastilles d’un diamètre donné et de longueur quelconque (ce qui permet d’envisager des pastilles ou des tronçons de combustibles avec un rapport longueur/diamètre inatteignable par pressage).
Pour cela, il est toutefois nécessaire de maîtriser des paramètres primordiaux sur l’ensemble du procédé de fabrication, de la poudre initiale à la pastille frittée.
L’objectif de ce stage sera la mise au point d’une formulation de pâte céramique à base d’oxydes simulants des matières nucléaires, pouvant être mise en forme par extrusion. Les pâtes seront préparées au malaxeur et caractérisées en rhéologie.
Une pâte modèle sera recherchée et mise en forme pour des essais de séchage, de déliantage et de frittage.
Ce stage pourra être suivi d’une thèse sur le même sujet.

Lieu : Laboratoire de Fabrication des Combustibles – CEA, site de Marcoule (Gard)

Rémunération : selon le cursus du candidat (faire la demande)

Personne à contacter : Franck DOREAU – franck.doreau@cea.fr – 04.66.79.14.14

Reference :

Date de démarrage : 01 mars 2016

Durée : 6 mois

Contacter :
Laboratoire de Fabrication des Combustibles – CEA, site de Marcoule (Gard)
Franck DOREAU

email : franck.doreau@cea.fr
Téléphone : 04.66.79.14.14