CONTEXT: instrumentation neutronique textures – contraintes pour ICONE // CONTEXT: strain - texture neutron instrumentation for ICONE

Le CEA et le CNRS ont lancé une initiative de conception d’une nouvelle source de neutrons utilisant des accélérateurs de protons de basse énergie, le projet ICONE. L’objectif est de construire une installation qui offrira une suite instrumentale d’une dizaine de spectromètres mise à la disposition de la communauté scientifique française et européenne. Le projet est actuellement dans la phase d’Avant-Projet Détaillé avec pour objectif d’affiner autant que possible tous les aspects techniques.
Nous proposons une thèse sur la modélisation et le développement d'un nouveau spectromètre de diffusion neutronique pour les mesures de textures et de contraintes dans les matériaux. Cette technique permet de sonder les contraintes résiduelles dans les matériaux après la phase d’usinage, de traitement thermique et/ou d’utilisation, et de mesurer l’anisotropie cristallographique d’alliages pour tirer parti des propriétés mécaniques induites.
Une partie du travail profitera du démarrage des spectromètres DREAM et MAGIC à ESS en Suède auxquels le LLB a participé à la construction pour que le candidat se familiarise avec les techniques de diffusion neutroniques en temps de vol (mesures et analyses des données).
Dans une deuxième partie du travail nous proposons d’implémenter des techniques de modulation statistique pour la construction d’un instrument, CONTEXT, sur ICONE qui permettront d’exploiter au mieux le potentiel des pulses longs d’ICONE. L’objectif sera de créer un jumeau numérique du futur instrument à l’aide de différents outils de simulation Monte-Carlo.

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The CEA and the CNRS have launched an initiative to design a new neutron source using low-energy proton accelerators, the ICONE project. The objective is to build a facility that will offer an instrumental suite of about ten spectrometers available to the French and European scientific community. The project is currently in the Preliminary Design phase, with the aim of refining as much as possible all technical aspects.
We are proposing a PhD thesis on the modeling and development of a new neutron scattering spectrometer for measuring textures and stresses in materials. This technique makes it possible to probe residual stresses in materials after machining, heat treatment, and/or use, and to measure the crystallographic anisotropy of alloys to exploit the induced mechanical properties.
Part of the work will take advantage of the start-up of the DREAM and MAGIC spectrometers at ESS in Sweden, in which the LLB participated in the construction, so that the candidate can become familiar with time-of-flight neutron scattering techniques (measurements and data analysis).
In the second part of this work, we propose to implement statistical modulation techniques for the construction of an instrument, CONTEXT, on ICONE, which will allow to best exploit the potential of ICONE's long pulses. The objective will be to create a digital twin of the future instrument using various Monte Carlo simulation tools.

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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut rayonnement et matière de Saclay
Service : Laboratoire Léon Brillouin
Laboratoire : Nouvelles Frontières dans les Matériaux Quantiques
Date de début souhaitée : 01-10-2026
Ecole doctorale : Ondes et Matière (EDOM)
Directeur de thèse : OTT Frédéric
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/IRAMIS/LLB/INFRA
URL : https://iramis.cea.fr/llb/
URL : https://www.icone-neutron.fr/

Financement public/privé

Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut rayonnement et matière de Saclay
Service : Laboratoire Léon Brillouin

Master physique de la matière condensée ou en instrumentation