Note ABES Caractérisation du gonflement sous irradiation aux ions de l'acier austénitique 321 après différents traitements thermomécaniques Characterization of swelling under ion irradiation of austenitic 321 steel after various thermomechanical treatments Gonflement sous irradiation Meb-Ia Caractérisations microstructurales Swelling Irradiation Austenitic steel Thermomechanical treatments Sem-Ai Microstructural characterization Acier austénitique Effets des rayonnements Traitement thermomécanique Combustibles nucléaires -- Gaines Détérioration Réacteurs à neutrons rapides Matériaux Microscopie électronique à balayage Microstructure (physique) L'urgence écologique impose le développement de nouvelles infrastructures de production électrique. Parmi les solutions envisagées, la production nucléaire dispose de nombreux atouts, mais également de certains inconvénients, en particulier la fermeture du cycle de combustible nucléaire ainsi que l'approvisionnement en matière fissile ne peuvent pas être résolus par les réacteurs de deuxième et troisième génération. Pour y remédier, une solution serait le développement de réacteurs à neutrons rapides (RNR), en particulier les RNR à caloporteur sodium (RNR-Na). Ces réacteurs novateurs imposent cependant des contraintes importantes en ce qui concerne les matériaux de cœur, notamment pour les matériaux des gaines de combustible. Les aciers austénitiques, tels que l'AIM1 (développé au CEA), sont de bons candidats pour répondre à ces problématiques, mais finissent par gonfler lorsque le dommage d'irradiation est important. L'objectif de cette thèse est de participer au développement d'une nuance AIM2, plus résistante au gonflement sous irradiation.A cette fin, une nuance d'acier, l'alliage 321, a été sélectionnée pour sa forte sensibilité au gonflement sous irradiation. Il a subi différents traitements thermomécaniques. L'objectif est de pouvoir sélectionner une suite de traitements intéressante pour l'appliquer ensuite à la nuance AIM1, qui gonfle peu sous irradiation aux ions et qui est donc délicat à optimiser directement. Les différents échantillons en alliage 321 ont ensuite été irradiés aux ions Fe5+, 5 MeV, à 550°C et 600°C. Une méthode innovante d'analyse d'image MEB de haute résolution par un algorithme Random Forest a été appliquée pour déterminer le gonflement des différents états métallurgiques. Il en ressort que les traitements thermomécaniques sont efficaces dans la réduction du gonflement. Enfin, ces derniers ont été caractérisés au MEB, et au MET afin de déterminer les éléments de microstructure les plus intéressants pour la réduction du gonflement, et les traitements thermomécaniques associés.Il apparaît que les échantillons qui ont été laminés puis recuits à 700°C pendant 30 min sont les seuls à présenter des carbures de titane nanométriques avant irradiation. D'autre part un échantillon ayant été laminé, recuit à 700°C, puis fortement relaminé (20%), a présenté une recristallisation sous irradiation. Il semble donc plus intéressant de réaliser un deuxième laminage moins important, de l'ordre de 10%, pour amoindrir le gonflement de l'acier 321 tout en préservant sa microstructure. The ecological emergency calls for the development of new power generation infrastructures. Among the solutions envisaged, nuclear generation has many advantages, but also certain disadvantages. In particular, the closure of the nuclear fuel cycle and the supply of fissile material cannot be resolved by second- and third-generation reactors. One solution is to develop fast breeder reactors (FBRs), in particular sodium-cooled FBRs (RNR-Na). However, these innovative reactors impose major constraints on core materials, particularly fuel cladding materials. Austenitic steels, such as AIM1 (developed at CEA), are good candidates for meeting these requirements, but swell when irradiation damage is severe. The aim of this thesis is to contribute to the development of an AIM2 grade, more resistant to swelling under irradiation.To this end, a steel grade, alloy 321, was selected for its high susceptibility to swelling under irradiation. It was then subjected to various thermomechanical treatments. The aim was to select an interesting sequence of treatments for subsequent application to the AIM1 grade, which swells little under ion irradiation and is therefore difficult to optimize directly. The various alloy 321 samples were then irradiated with 5 MeV Fe5+ ions at 550°C and 600°C. An innovative method of high-resolution SEM image analysis using a Random Forest algorithm was applied to determine the swelling of the different metallurgical states. Thermomechanical treatments were found to be effective in reducing swelling. Finally, the latter were characterized with SEM and TEM in order to determine the most interesting microstructural elements for swelling reduction, and the associated thermomechanical treatments.It appears that the samples that were rolled and then annealed at 700°C for 30 min were the only ones to show nanometric titanium carbides prior to irradiation. On the other hand, a sample that had been rolled, annealed at 700°C, then heavily relaminated (20%), showed recrystallization under irradiation. It would therefore seem more appropriate to carry out a second, less extensive rolling, of the order of 10%, to reduce the swelling of 321 steel while preserving its microstructure. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 10404070 https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDSMRE/2026/2026ULILR004.pdf https://theses.fr/2026ULILR004/abes https://theses.hal.science/tel-05741809 https://theses.hal.science/tel-05741809 Leguy Hadrien Leguy 1999-04-06 FR 298677466 https://theses.fr/2026ULILR004 2026ULILR004 https://doi.org/10.70675/697398fbz5efcz47c6zb1e8z3ed7594cc246 2026-02-09 Chimie des matériaux Université de Lille (2022-....) 259265152 Doctorat Docteur es non oui Legris Alexandre MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 033631026 Tissot Olivier MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 199378223 Carlan Yann de MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_3 162008007 Proriol Serre Ingrid MADS_PRESIDENT_DU_JURY 140176624 Radiguet Bertrand MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 085235563 David Marie-Laure MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 074269852 Barthe Marie-France MADS_RAPPORTEUR_1 112510078 Moncoffre Nathalie MADS_RAPPORTEUR_2 031406017 École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 148937330 Unité Matériaux et Transformations (Lille ; 2010-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 1002334 161609465 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (France ; 1945-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_2 026372061 ddc:540 Legris Alexandre Tissot Olivier Carlan Yann de Proriol Serre Ingrid Radiguet Bertrand David Marie-Laure Barthe Marie-France Moncoffre Nathalie École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) Unité Matériaux et Transformations (Lille ; 2010-....) Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (France ; 1945-....) PDF 10404070