Contexte :
Ce stage s’inscrit dans le contexte des études thermohydrauliques de sûreté réalisées pour les réacteurs nucléaires électrogènes. Ces dernières s’appuient sur des études probabilistes de sûreté basées sur des codes de simulation à l’échelle système, qui reposent eux-mêmes sur l’utilisation de nombreuses corrélations pour modéliser les phénomènes physiques.
Le code de calcul qui nous intéresse ici est le code CATHARE 3, développé au STMF (voir https://cathare.cea.fr). Dans une démarche d’amélioration continue des outils de calcul, le CEA cherche en permanence à améliorer la précision de ces corrélations, aussi appelées modèles de fermeture. Pour les développer / affiner, des données de validation expérimentales sont nécessaires. Il faut donc disposer d’installations expérimentales permettant de reproduire les phénomènes physiques qui peuvent se produire dans les réacteurs en situation accidentelle. Il existe de nombreux scenarii étudiés, dont en premier lieu les Accidents de Perte de Refroidissement Primaire (APRP) dans les Réacteurs à Eau Pressurisée (REP).
Dans ce contexte, on réfléchit à une nouvelle expérience permettant de mieux observer et quantifier les phénomènes physiques de la descente annulaire (downcomer) des cuves de réacteur REP. Dans ce composant en particulier, de nombreux régimes d’écoulement diphasiques peuvent co-exister et il est souvent difficile de les prédire par la simulation (voir Fig. 1).
Les problématiques liées au dimensionnement d’une telle installation sont nombreuses :
- Choix d’une échelle
- Faisabilité / coût
- Représentativité vis-à-vis des phénomènes réels
- Pertinence de l’installation pour plusieurs types d’accidents / de physique transitoire
- Accessibilité pour les instruments de mesure
- Capacité à dissocier les contributions des phénomènes physiques élémentaires
C’est pourquoi la conception nécessite généralement de nombreuses itérations, et s’appuie sur des simulations afin de bien identifier les avantages et les limites de chaque choix dimensionnant.
Objectifs :
L’étudiant devra donc réaliser des simulations CATHARE 3 des différents concepts de section d’essai, en réaliser l’analyse, et ses travaux serviront de support aux futures décisions concernant la réalisation de cette installation.
Un fort goût pour la recherche appliquée est attendu chez les candidat.e.s
Etudiant en Master-2 ou 3ème année d’école d’ingénieur ayant un goût prononcé pour la thermo-hydraulique et la recherche appliquée. Compétences en mécanique des fluides, écoulements diphasiques, modélisation, système linux, notions de programmation.
La connaissance des technologies des réacteurs à eau pressurisée serait un plus.
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