Cet axe traite de l’étude, de la modélisation et de la caractérisation du comportement des matériaux et structures sous contraintes thermiques, mécaniques, nucléaires, ainsi que de la conception et de - l’étude de nouveaux matériaux. Il vise notamment à :

  • Comprendre et modéliser le comportement mécanique statique ou dynamique des matériaux et structures (de l'échelle du combustible à celle des enceintes de confinement), en conditions normales ou accidentelles, via des caractérisations mécaniques et acoustiques
  • Étudier et suivre l'intégrité des structures depuis leur mise en service jusqu'à leur démantèlement (contrôlabilité) via des méthodes de contrôle et de caractérisation non destructives, ces techniques s'attachant plus particulièrement à la compréhension des interactions ondes/matières, à leur modélisation et à leur mise en œuvre
  • Comprendre les interactions et les équilibres entre phases pour la gestion des déchets ou des accidents de type LOCA, via les caractérisations thermochimiques des matériaux inorganiques jusqu'à des hautes températures.

Les travaux conduits dans cet axe s’intègrent aussi dans le cadre du Laboratoire commun MISTRAL. Le MISTRAL est un laboratoire commun entre AMU/CNRS/Centrale Marseille et le CEA qui a vu le jour au 1er janvier 2019. Ce laboratoire commun est adossé au Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique (LMA UMR7031) de Marseille. Les objectifs scientifiques de MISTRAL sont d'anticiper, de prévenir et de remédier autant que possible aux défaillances des systèmes complexes multi-échelle accueillant des phénomènes multi-physiques afin d'accroître leur sûreté en conditions opérationnelles. Cela concerne potentiellement toute industrie à risques mais un des champs d'applications majeurs de MISTRAL concerne la production d'énergie à bas carbone (fission et fusion, mais aussi autres sources d'énergie). Les objets d'études sont des matériaux et structures de différentes échelles placées en conditions et sollicitations extrêmes. La méthodologie des recherches menées dans le cadre de MISTRAL s'appuie sur des aspects multiphysiques (mécanique, acoustique, thermique...) et multi-échelles et sur des moyens d'essais et d'équipements d'excellence. A terme, MISTRAL se veut être force de propositions innovantes pour, par exemple, améliorer la sûreté et influer sur le design des futurs réacteurs (rétro-conception) et des systèmes de surveillances lors de leur fonctionnement. MISTRAL s'articule plus particulièrement autour de six verrous scientifiques :

  1. Comment modéliser de façon précise les phénomènes multi-physiques ?  
  2. Comment modéliser les phénomènes mécaniques en passant les échelles d'espace (y compris les zones de contact) de façon automatique et en maîtrisant les erreurs (de discrétisation et de résolution) par rapport à la solution exacte (mais inconnue)? 
  3. Homogénéisation des comportements des matériaux & structures 
  4. Comportement d’un assemblage de structures en présence d’un écoulement fluide et de non-linéarités sous sollicitations mécaniques externes 
  5. Quels paramètres mesurables pertinents pour détecter & caractériser in situ les « anomalies » dans l’évolution du comportement des structures ? 
  6. Comment caractériser et surveiller un milieu hétérogène ? 

Il regroupe 46 permanents des Établissements et 12 non-permanents en 2024.