Champs d’application : Matériaux constitutifs des réacteurs de IIème, IIIème, IVème génération, ITER.
Objectifs pédagogiques :
- Sensibilisation aux relations entre comportement mécanique macroscopique et mécanismes physiques actifs à une ou plusieurs échelles plus fines.
- Vue d’ensemble des moyens expérimentaux, de modélisation ou de simulation disponibles pour une analyse multi-échelle d’un matériau.
- Présentation d’une méthodologie couplant ces moyens pour l’analyse du comportement d’un matériau.
Construction de l’enseignement
I. Introduction générale – Y. Pipon (3h)
Introduction à la modélisation multi-échelles
Les codes de calculs disponibles intègrent de plus en en plus de physique pour modéliser les phénomènes de vieillissement des matériaux. Néanmoins, la complexité des mécanismes sous-jacents nécessite de pouvoir décorréler chaque mécanisme en le simulant à une échelle de temps et d’espace adaptée. La corrélation de plusieurs modélisations est ce que l’on nomme multi-échelles.
- Présentation des différentes échelles de modélisation
- Aperçu des méthodes dites ab initio
- Utilisation des potentiels (semi-)empiriques en statique et en dynamique moléculaire
- Méthodes Monte Carlo (objet, cinétique, …)
- modélisations méso et macroscopique (dynamique des dislocations, champs de phase, éléments finis)
II. Approche moléculaire de la DFT – D. Davesne (8h)
- Présentation de l’équation de Schrödinger,
- Méthode HF
- Méthode DFT (Kohn-Sham, fonctionnelles d’échange corrélation)
- Théorie de la diffusion
- Equation de Boltzmann
III. Applications aux codes ab initio – M. Freyss (2h+4h TP)
- Quels sont les enjeux à cette échelle ?
- Comment fonctionne un code de calcul ab initio – DFT
- Présentation de VASP
- Exemple concret sur PC
IV. Dynamique moléculaire classique – M. Freyss (2h)
- Exemples de potentiels empiriques
- Simulation des dégâts d’irradiation
