Développement d’un outil physique orienté conception pour la simulation des excursions de puissance non protégée dans un RNR-Na

par Kevin Herbreteau

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides Energétique, Procédés

Sous la direction de Pablo Rubiolo.

Le président du jury était Gilles Ban.

Le jury était composé de Bruno Michel, Emilie Ferrié.

Les rapporteurs étaient Lounès Tadrist, Michel Gradeck.


  • Résumé

    Ce travail de thèse se place dans le contexte des études d’accidents graves sur les réacteurs à neutrons rapides à caloporteur sodium. Dans le cadre de la démarche de conception et de sûreté, tous les types d’accidents doivent être étudiés afin d’assurer l’exhaustivité de l’analyse de sûreté, en traitant la variabilité des scénarios accidentels et en quantifiant les marges de sûreté. Pour cela, des outils physiques sont développés pour être couplés à des techniques avancées de statistique permettant de répondre rapidement et quantitativement aux questions relatives à la conception du réacteur vis-à-vis des conséquences d’un accident grave et de prendre en compte des incertitudes et de la variabilité des scénarios accidentels. La mise au point de l’outil physique OCARINa (Outil de Calcul analytique Rapide pour les Insertions de réactivité dans un RNR-Na) dédié à la phase primaire du transitoire d’insertion de réactivité non protégée UTOP (Unprotected Transient OverPower) a ainsi fait l’objet de cette thèse. Les travaux ont porté sur l’identification des phénomènes physiques prépondérants, leur modélisation (thermique et thermomécanique), et une contribution à la validation expérimentale et numérique. Enfin, une application de l’intérêt de cet outil a été réalisée à partir de deux études BEPU (Best-Estimate Plus Uncertainties). Elle a permis d’identifier les paramètres les plus influents sur la réponse de l’outil, et de quantifier leur impact vis-à-vis des résultats expérimentaux.

  • Titre traduit

    Development of a design-oriented tool for unprotected power excursion simulations in a SFR


  • Résumé

    Within the framework of the Generation IV Sodium-cooled Fast Reactor R&D French program, a new physico-statistical approach is currently followed by the CEA for accident transient calculations in complement to the reference mechanistic codes. This approach involves a fast-running description of extended accident sequences coupling physical models for the main phenomena to advanced statistical analysis techniques. A large number of simulations may be performed in a reasonable computational time while describing all the possible bifurcations of the accident transient. In this context, this PhD work deals with the development (models and results assessment) of the physical tool dedicated to the primary phase of the Unprotected Transient OverPower accident called OCARINa (Outil de Calcul analytique Rapide pour les Insertions de réactivité dans un RNR-Na). The accident main phenomena, their modelling (thermal and thermomechanical models) and a contribution to the experimental and numerical validation are described. Finally a demonstration of BEPU studies has been done, resulting in the identification and the impact quantification of the more influent uncertain parameters on experimental results.


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