L’équipe ACE est constituée de deux chercheurs CNRS et de deux enseignants-chercheurs, physico-chimistes, dont les recherches sont en lien avec les problématiques des matériaux nucléaires et leur comportement en conditions extrêmes et aux interfaces. En effet, quel que soit le type de réacteur nucléaire envisagé (fission, fusion) et tout au long du cycle du combustible nucléaire, depuis l’amont jusqu’à l’aval en passant par le fonctionnement en réacteur, les matériaux subissent de fortes modifications chimiques et structurales dues à des conditions extrêmes de température et d’irradiation. Il est crucial de comprendre les mécanismes fondamentaux qui régissent l’endommagement de ces matériaux et modifient ainsi leurs propriétés. Les enjeux associés à ces recherches sont majeurs notamment en terme de sûreté.

Toutes les générations de réacteurs sont concernées, telle que la première génération des réacteurs nucléaires appelés UNGG où le graphite nucléaire servait de modérateur, mais aussi des matériaux de cœur (combustible, acier de structure, …) des réacteurs actuels dits de deuxième et troisième génération (REP et EPR) ainsi que sur les liquides utilisés ou envisagés dans le procédé de retraitement des déchets nucléaires. Ces recherches portent également sur des céramiques de type carbure envisagées pour une quatrième génération de réacteurs dont la technologie sera en rupture des REP et EPR actuels. Par ailleurs, l’impact de la radiolyse aux interfaces constitue aussi un sujet d’intérêt.

La démarche consiste à soumettre ces matériaux à des rayonnements ionisants ainsi qu’à des traitements thermiques (jusqu’à 2000°C) puis à caractériser l’évolution de plusieurs propriétés physico-chimiques, mécaniques ou structurales de ces matériaux. Cette démarche permet d’exacerber les effets visibles en réacteurs à l’échelle du laboratoire dans des temps raisonnables. En parallèle une approche par modélisation atomistique permet une meilleure compréhension des mécanismes fondamentaux qui régissent les effets d’irradiation.