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Collaborations Euratom-CEA avec le CNRS et l'Université

Technologie (projet M2) : Ingénierie des matériaux: caractérisation, élaboration, composites à fibres de carbone (responsable Euratom-CEA : R. Reichle et R. Mitteau)

 

Thème 1 : Application d'un pyro-réflectomètre à trois couleurs à la surveillance infrarouge in situ des composants face au plasma (Institut de science et de génie des Matériaux et Procédés, IMP, Font Romeu Odeillo, UPR-8521 CNRS http://www.imp.cnrs.fr/index.html) 

L'objectif concerne la surveillance infrarouge in situ des CFC. Malgré l'existence de plusieurs méthodes possibles de pyrométrie optique, la détermination de la température de surface réelle d'un objet soumis à un flux extérieur de chaleur demande encore la connaissance de l'émissivité. Malheureusement, ce facteur peut être fonction de la température, de la direction, de la longueur d'onde et de l'état physique de la surface. Dans les machines de fusion, l'altération des matériaux face au plasma due à l'interaction plasma-paroi peut conduire à une modification de l'état physique de la surface et donc de l'émissivité. Par conséquent, le contrôle de la température avec le but d'évaluer l'endommagement possible des composants face au plasma est fortement perturbé par le changement de l'émissivité pendant leur durée de vie. Une solution possible de ce problème pourrait être de mesurer in situ et en temps réel l'émissivité des matériaux à surveiller par une méthode pyro-refléctométrique à 3 longueurs d'onde. A terme, l'objectif est d'installé ce dispositif sur l'installation de test de composants à haut flux FE200.  

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Dispositif de test du pyroreflectomètre. La photo de gauche présente la sonde plate à une cible en W et tout à côté d'une référence en réflectivité. La photo de droite montre l'enceinte au foyer d'un four solaire

Thème 2 : Elaboration de matériaux à gradient de fonction à base W/Cu pour la première paroi du réacteur ITER (Institut National Polytechnique de Grenoble, Laboratoire de Thermodynamique et Physico-Chimie Métallurgiques, LTPCM, UMR-5614 CNRS http://www.ltpcm.cnrs.fr/) 

Dans le composants face au plasma, les liaisons hétérogènes entre le matériau de première paroi (C, Be ou tungstène) et le substrat en alliage de cuivre sont un maillon faible de ces concepts. La fabrication d'assemblage  à base d'un matériau à "gradient de fonction", c'est à dire permettant un transition douce entre les différents matériaux, pourrait permettre d'éliminer ces liaisons hétérogènes. Ce processus est basé sur la métallurgie des poudres. Cette activité se focalise sur  le tungstène et un  du puits de chaleur en alliage  W/Cu dont les propriétés thermomécaniques sont similaires à celles du CuCrZr (le choix actuel pour le matériel des puits de chaleur).

Un procédé d'élaboration par métallurgie des poudres de matériaux W-Cu à partir de mélanges de poudres W/CuO a été mis au point. Des matériaux à gradient de composition sont élaborés en remplissant la matrice de compression avec des couches de compositions différentes.

 

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