Master Génie mécanique, parcours : Conception mécanique pour le nucléaire

Le parcours Conception mécanique pour le nucléaire (CMN) forme des ingénieurs-concepteurs et des futurs chercheurs capables de concevoir, dimensionner, justifier et faire fabriquer des structures et des systèmes mécaniques destinés aux installations nucléaires : réacteurs de génération II-III, réacteurs de 4e génération et machines de fusion.

Il s'appuie sur le socle de mécanique avancée, de dimensionnement et d'optimisation du master Génie mécanique, complété par des enseignements spécifiques au milieu nucléaire, en grande partie conçus et dispensés par des ingénieurs et chercheurs du CEA : comportement des matériaux sous irradiation, codes de conception et de construction (RCC-MRx, équipements sous pression), thermo-hydraulique et interactions fluide-structure, assemblages étanches, fabrication de composants (crayon combustible, composants pour la fusion), problématiques de transport et démarche de sûreté.

À l'issue de la formation, les diplômés sont opérationnels dans les bureaux d'études, les services de calcul et les unités de R&D de la filière nucléaire, en fission comme en fusion.

Étudiants titulaires d'une première année de master en mécanique ou génie mécanique (en priorité le M1 Génie mécanique d'Aix-Marseille Université) ou élèves-ingénieurs en dernière année d'une école à dominante mécanique, souhaitant se spécialiser dans la conception mécanique appliquée à l'industrie nucléaire (fission et fusion).

Le parcours est ouvert en formation initiale. Il peut également accueillir, en formation continue, des ingénieurs ou techniciens supérieurs expérimentés souhaitant se reconvertir vers la filière nucléaire (à confirmer selon l'accord de la composante).

Formation de type master (M1 validé) ou école d'ingénieurs à dominante mécanique / génie mécanique.

Bases solides en mécanique des milieux continus et des structures, résistance des matériaux, méthode des éléments finis, matériaux et thermique ; pratique d'un logiciel de CAO et d'un code de calcul par éléments finis ; intérêt marqué pour l'énergie nucléaire et ses enjeux industriels ; niveau d'anglais B2 recommandé.

L'année de M2 (60 crédits) est organisée en deux semestres.

Semestre 9 – enseignements (30 crédits, mi-septembre à mi-janvier), structurés en trois blocs de connaissances et de compétences (BCC) :

• BCC 1 « Concevoir des structures et des systèmes mécaniques » (15 crédits) : Mécanique avancée (6 crédits, UE mutualisée avec les parcours CSM et CSC) ; Conception de systèmes nucléaires (6 crédits : problématique transport et initiation à l'approche de sûreté, fabrication du crayon combustible Gen II, fabrication de composants mécaniques pour la fusion, projet de synthèse) ; Conception d'installations nucléaires (3 crédits : ingénierie système et gestion de projet, notions de thermo-hydraulique et interactions fluide-structure).

• BCC 2 « Dimensionnement des structures et des systèmes mécaniques » (9 crédits) : Optimisation (3 crédits, UE mutualisée avec le parcours CSM) ; Dimensionnement (6 crédits : codes RCC-MRx et équipements sous pression, évolution des matériaux en milieu nucléaire, assemblages boulonnés étanches, TP de simulation numérique du crayon combustible).

• BCC 3 « Se professionnaliser » (6 crédits) : Anglais (3 crédits) ; Découverte du secteur du nucléaire (3 crédits, mutualisée avec Polytech Marseille : introduction aux réacteurs Gen II-III, introduction à la génération IV, introduction à la fusion).

Semestre 10 – mise en situation (30 crédits) : projet de recherche en laboratoire (3 crédits, janvier-février) puis stage de fin d'études de M2 en entreprise ou en organisme de recherche (27 crédits, de mars à fin août environ).

Les enseignements ont lieu sur le campus de Château-Gombert (Marseille) ; l'UE d'anglais est dispensée sur le site de Saint-Jérôme. L'assiduité aux cours, TD et TP est obligatoire.

• SCIENCES, Marseille Chateau-Gombert

Le parcours est adossé aux laboratoirex de mécanique d'Aix-Marseille Université et du CNRS, ainsi qu'aux équipes de recherche et développement du CEA, qui assurent une part importante des enseignements et proposent des sujets de projets et de stages.

Le semestre 10 débute par un projet de recherche (3 crédits, janvier-février) réalisé au sein d'un laboratoire universitaire ou d'une unité du CEA, qui prépare les étudiants à une éventuelle poursuite en doctorat. Les thématiques abordées (comportement des matériaux en milieu nucléaire, interactions fluide-structure, dimensionnement de composants, simulation numérique du combustible, composants pour la fusion) ouvrent sur des thèses CEA, des thèses CIFRE ou des contrats doctoraux.

À l'issue du parcours, l'étudiant connaît :

• les modèles de mécanique avancée (comportements non linéaires, interfaces et contact, homogénéisation, contrôle non destructif) ;

• les bases sur les méthodes d'optimisation ;

• les codes et règles de conception et de construction des composants nucléaires (RCC-MRx) et la réglementation des équipements sous pression ;

• l'évolution des matériaux en milieu nucléaire : irradiation, fluage, fatigue, corrosion, vieillissement ;

• les notions de thermo-hydraulique et d'interactions fluide-structure utiles au concepteur ;

• la conception et le dimensionnement des assemblages boulonnés étanches ;

• le fonctionnement et l'architecture des réacteurs de génération II-III et IV et des machines de fusion ;

• les procédés de fabrication du crayon combustible et des composants mécaniques pour la fusion ;

• la problématique du transport des matières nucléaires et les principes de la démarche de sûreté ;

• les fondements de l'ingénierie système et de la gestion de projet ;

• l'anglais technique et scientifique.

Le diplômé est capable de concevoir et dimensionner des structures et des systèmes mécaniques pour une installation nucléaire dans le respect des codes (RCC-MRx, ESP) et des exigences de sûreté ; d'établir un cahier des charges fonctionnel à partir d'une analyse du besoin et des exigences système ; de réaliser les modèles numériques (CAO, éléments finis, simulation du combustible) et les notes de calcul détaillées permettant de justifier ses choix de solutions ; de prendre en compte l'évolution des matériaux et les interactions fluide-structure dans la conception ; de choisir et de spécifier les procédés de fabrication et de contrôle adaptés aux composants nucléaires ; d'intégrer les contraintes de transport, de sûreté et de qualité propres à la filière ; d'organiser et de piloter un projet d'ingénierie, de travailler en équipe pluridisciplinaire et de communiquer ses résultats à l'oral et à l'écrit, en français et en anglais.

• Projet de synthèse (3 crédits, semestre 9, d'octobre à mi-janvier) : projet de conception mené en groupe sur une problématique proposée par les partenaires industriels, mobilisant l'ensemble des enseignements du parcours ; soutenance orale à la mi-janvier.

• Projet de recherche (3 crédits, semestre 10, janvier-février) : immersion de six à sept semaines dans un laboratoire universitaire ou une unité de recherche du CEA, avec rapport et soutenance.

• Stage de fin d'études de M2 (27 crédits, semestre 10, de mars à fin août environ, soit 5 à 6 mois) : stage d'ingénieur en entreprise ou en organisme de recherche de la filière nucléaire (organismes de recherche, exploitants, constructeurs et équipementiers, sociétés d'ingénierie et bureaux d'études, projets de fusion), en France ou à l'étranger, avec rapport et soutenance en septembre.

La recherche du stage est accompagnée par l'équipe pédagogique : offres des intervenants et des partenaires, cahier de stages du CEA, Université des métiers du nucléaire, service universitaire d'insertion et d'orientation (SUIO).

Une part importante des enseignements spécifiques au nucléaire est assurée par des ingénieurs et chercheurs du CEA, ce qui garantit l'ancrage industriel de la formation. La pédagogie combine cours, travaux dirigés et travaux pratiques sur outils de simulation numérique (salle informatique), pédagogie par projet (projet de synthèse) et mise en situation professionnelle (projet de recherche, stage). Certaines UE sont mutualisées avec les parcours CSM et CSC du master Génie mécanique, ce qui favorise les échanges entre étudiants de profils différents. L'assiduité est obligatoire à l'ensemble des séances et contrôlée par les intervenants.

L'UE d'anglais est dispensée sur le site de Saint-Jérôme (Marseille).

• H1202 Conception et dessin de produits électriques et électroniques
• H1210 Intervention technique en études, recherche et développement
• H1206 Management et ingénierie études, recherche et développement industriel

• 200N Conception de produits (sans autre indication); design industriel
• 251N Etudes, projets, dessin en construction mécanique

Le parcours répond aux besoins de recrutement importants de la filière nucléaire française (prolongation du parc existant, nouveaux réacteurs, réacteurs de 4e génération, fusion). Les diplômés exercent, en France ou à l'international, les métiers suivants :

• ingénieur conception / bureau d'études en mécanique pour le nucléaire ;

• ingénieur calcul et dimensionnement de structures et de composants (codes RCC-MRx, ESP) ;

• ingénieur études matériaux et comportement en service ;

• ingénieur fabrication, industrialisation ou contrôle de composants nucléaires ;

• ingénieur mécanique en exploitation, maintenance ou modification d'installations ;

• ingénieur d'études en sûreté mécanique ou en transport de matières nucléaires ;

• ingénieur projet ou ingénieur système ;

• ingénieur de recherche et développement (après doctorat le cas échéant).

Employeurs types : organismes de recherche (CEA), exploitants d'installations nucléaires (EDF), constructeurs de réacteurs et équipementiers, sociétés d'ingénierie et bureaux d'études, projets de fusion (ITER et ses partenaires), organismes d'expertise et de sûreté.

Doctorat en mécanique, matériaux ou génie nucléaire (thèse CEA, thèse CIFRE en entreprise, contrat doctoral dans un laboratoire d'AMU ou du CNRS). Mastère spécialisé ou formation complémentaire en génie atomique, sûreté nucléaire ou management de projet industriel.

• CEA : partenaire principal du parcours, associé à la construction de la maquette ; ses ingénieurs et chercheurs assurent une large part des enseignements spécifiques au nucléaire et proposent des sujets de projets, de stages et de thèses.

• Université des métiers du nucléaire : information sur les métiers et diffusion des offres de stages et d'emplois.

Effectif réduit permettant un suivi individualisé par le responsable de parcours et l'équipe pédagogique ; disponibilité des intervenants CEA en dehors des séances pour les projets ; encadrement rapproché du projet de synthèse et du projet de recherche par des tuteurs académiques et industriels ; accès aux salles informatiques et aux outils de simulation ; contrôle de l'assiduité permettant de détecter rapidement les difficultés.

Présentation du parcours, de ses débouchés et de la filière nucléaire dès la rentrée ; échanges réguliers avec les intervenants industriels et les chercheurs sur les métiers et les parcours professionnels ; accompagnement par le service universitaire d'insertion et d'orientation (SUIO) et par l'Université des métiers du nucléaire ; conseils individualisés pour le choix du projet de recherche et du stage en fonction du projet professionnel (industrie ou doctorat).

Diffusion des offres de stages et d'emplois des partenaires (cahier de stages du CEA, réseau des intervenants, Université des métiers du nucléaire, SUIO) ; aide à la rédaction de CV et de lettres de motivation et préparation aux entretiens ; mise en relation avec les recruteurs de la filière lors des forums et journées métiers ; le stage de fin d'études de cinq à six mois constitue fréquemment une première étape vers l'embauche ou vers une thèse.

Le semestre 9 étant dense et fortement ancré dans le tissu industriel régional, la mobilité internationale est privilégiée au semestre 10 : le stage de fin d'études peut être effectué à l'étranger (organismes de recherche, industriels ou projets internationaux du nucléaire) avec l'accord du responsable de parcours. Les étudiants sont accompagnés par la Direction des relations internationales de l'université pour les aides à la mobilité.

• Responsable du parcours CMN : Mihail GARAJEU mihai.garajeu@univ-amu.fr

• Responsable de la mention Génie mécanique : LAHELLEC Noël, noel.lahellec@univ-amu.fr

• Responsable administrative du département de mécanique : nassera.slimani@univ-amu.fr, Tel:+33412231001

• Scolarité de la Faculté des sciences – site de Château-Gombert : Tél : +33412231024 maria-cirila.munoz@univ-amu.fr

Accès de plein droit, dans la limite de la capacité d'accueil, pour les étudiants ayant validé le M1 Génie mécanique d'Aix-Marseille Université.

Pour les autres candidats (M1 d'une autre université, élèves-ingénieurs, candidats en formation continue) : admission sur dossier, complété éventuellement d'un entretien, via la plateforme de candidature de l'université (eCandidat). Le dossier est examiné au regard du niveau en mécanique des structures, en calcul et simulation numérique, en matériaux, ainsi que de la motivation pour la filière nucléaire.

Des droits d'inscription différenciés s'appliquent aux étudiants extracommunautaires à compter de l'année 2026-2027 (voir le site de l'université).