Thèse soutenue

Etude et modélisation des phénomènes de transport de matière couplés à la morphologie de la poudre lors de la pyrohydrolyse réduite du difluorure d'uranyle

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Auteur / Autrice : Stéphane Hébrard
Direction : Denis AblitzerFabrice Patisson
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et ingénierie des matériaux
Date : Soutenance en 2004
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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La poudre d’UO2 utilisée pour la fabrication des pastilles de combustible UO2 est obtenue en France par une conversion par voie sèche d’UF6 gazeux. Dans le cadre d’une optimisation du procédé, l’étape de pyrohydrolyse réductrice de l’UO2F2 en UO2, mise en œuvre dans un four tournant incliné muni de barres de relevage, est étudiée. L’objectif est de développer un modèle décrivant l’évolution morphologique des poudres dans le four tournant, de façon à disposer d’un outil de prédiction des caractéristiques morphologiques de la poudre d’UO2 en fonction de ses conditions d’élaboration. La première partie du travail a consisté à modéliser le transport de la poudre dans le four, en décrivant notamment les échanges entre la phase dense (lit de poudre) et la phase dispersée (pluie de particules en suspension). Une des originalités du modèle développé est la prise en compte fine du rôle des releveurs pour le calcul des variables dynamiques. La seconde partie a consisté à identifier, décrire et coupler au modèle dynamique précédent les phénomènes responsables des évolutions morphologiques (agglomération brownienne, agglomération par sédimentation différentielle, préfrittage, fragmentation, transformations chimiques par exnucléation ou par croissance). En résolvant un bilan de population, le modèle prédit l’évolution granulométrique de la poudre, pour des valeurs données des paramètres physiques caractéristiques des différents phénomènes. Les résultats des calculs dynamiques et morphologiques ont été comparés aux mesures disponibles