Stage - modélisation thermohydraulique système en configuration accidentelle de dilution hétérogène f/h

Dans un réacteur en fonctionnement normal, une réaction en chaîne stabilisée est entretenue. Un accident peut être généré par une accélération brutale de cette réaction : c'est l'accident de réactivité. Cette accélération (excursion de puissance) entraîne un accroissement rapide de l’énergie thermique, si élevé qu’il conduit à un endommagement des assemblages combustibles.

L’éjection brutale d’une barre (ou grappe) de commande d’un réacteur à eau sous pression était, avant l’accident de Tchernobyl, le phénomène initiateur d’accident de réactivité le plus grave considéré dans les rapports de sûreté.

Après l’accident de Tchernobyl, un autre type d’accident de réactivité a été étudié de façon approfondie : le bouchon d’eau « claire » (c'est-à-dire d’eau non borée). La dilution lente du bore était déjà envisagée dans les rapports de sûreté. Dans le cas du bouchon d’eau « claire », on considère la possibilité de créer un bouchon d’eau non borée et de l’envoyer brutalement dans le cœur du réacteur.

Enfin, il a été montré que, dans certains scénarios de brèches dans le circuit primaire, dits scénario de dilution inhérente, il pouvait y avoir création, dans les boucles primaires, de poches d'eau à faible concentration de bore résultant de la condensation de la vapeur issue du cœur dans les tubes des générateurs de vapeur. Dans cette situation le redémarrage d'une pompe primaire est interdit, mais on peut se demander comment ces poches pourraient être résorbées en cas de reprise de la circulation d’eau dans les boucles primaires.

Des programmes d'essais sur la Boucle PKL anciennement exploitée en Allemagne par Framatome ont été menés afin lever ces interrogations.

Les transitoires accidentels à l’échelle système s’effectuent avec le code CATHARE. Il dispose d’une structure modulaire en plusieurs dimensions : 0D, 1D ou 3D, et permet de représenter tout type de réacteurs, diverses boucles systèmes. Il contient aussi un module capable de simuler le comportement d'une enceinte d'un réacteur nucléaire en cas d'une brèche dans le circuit primaire ou secondaire.

Ce stage vise plusieurs objectifs :
· Compréhension de l’accident de dilution inhérente de bore
· Prise en main du code CATHARE et aptitude à modifier les mises en données et à interpréter les résultats numériques
· Etude bibliographique de la boucle PKL, aptitude à analyser les résultats expérimentaux

Cette mission permettra notamment au stagiaire :

· De découvrir la recherche dans un grand groupe industriel

· De travailler à l’interface entre l’expérimental et la simulation numérique



Ce stage s’adresse aux étudiants à la recherche d’un projet de fin d’étude orienté mécanique des fluides, doté d’un bon sens physique et désireux de travailler dans une unité de R&D ou d’ingénierie pour le secteur de l’énergie.

Connaissances requises :

· Mécanique des fluides et thermo-hydraulique

· Programmation informatique et traitement de données (Python)

Ces travaux, d’une durée de 6 mois, se dérouleront dans les locaux d’EDF R&D à Chatou (78), au département MFEE (Mécanique des Fluides Energie et Environnement).