Thèse soutenue

Modélisation multiphysique des transitoires d'insertion de réactivité et méthodologie de validation appliquée au réacteur CABRI

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Auteur / Autrice : Jean-Marc Labit
Direction : Elsa MerleNathalie Seiler-MarieOlivier Clamens
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des fluides Energétique, Procédés
Date : Soutenance le 15/10/2020
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CEA Cadarache (Bouches-du-Rhône)
Jury : Président / Présidente : Michel Gradeck
Examinateurs / Examinatrices : Fabien Perdu, Axel Laureau, Pierre Ruyer
Rapporteur / Rapporteuse : Catherine Colin, Andrei Rineiski

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Par leur aspect éminemment multiphysique, les accidents de réactivité, plus communément appelés RIA (Reactivity-Initiated Accident), sont extrêmement complexes et leur modélisation présente un certain nombre de défis, en lien notamment avec la pertinence des modèles physiques mis en œuvre dans les outils de calcul scientifique (OCS) utilisés. Ils mènent à une augmentation exponentielle de puissance qui peut avoir des conséquences dramatiques si le réacteur ne dispose pas, naturellement, de contre-réactions permettant de faire diminuer la puissance.Le réacteur CABRI, situé sur le site du CEA de Cadarache a été fondé par l'IRSN dans l'objectif d'étudier le comportement du combustible au cours de ce type de transitoires. Par ses caractéristiques uniques, il offre la possibilité de valider des outils de calcul dans le cadre de la modélisation des transitoires de type RIA.Dans un premier temps, les transitoires CABRI sont étudiés sur le plan théorique par des calculs de temps caractéristiques et d'ordres de grandeur d'énergie déposée caractérisant l'occurrence des différents phénomènes. Cela permet de classer les transitoires CABRI selon une grille à deux dimensions temps-énergie et de construire un QPIRT (Quantified Phenomena Identification and Ranking Table) des transitoires CABRI. Par ailleurs, cela permet d'élaborer une démarche de validation de l'outil de calcul en fonction des mesures disponibles dans le réacteur CABRI. Cette démarche est progressive et séquentielle, pour une validation de la modélisation des différents phénomènes séparément en accord avec les mesures disponibles.La seconde partie du travail présente la réalisation de modèles nécessaires à la simulation des phénomènes physiques spécifiques aux RIA et aux transitoires CABRI. Ces différents modèles neutroniques, thermohydrauliques et thermomécaniques ont été implémentés dans l'OCS CATHARE2, au sein d'une version dédiée nommée PALANTIR. Enfin, les premiers travaux de validation sont présentés à travers les résultats obtenus pour les différents transitoires de la matrice de validation. La sensibilité aux différents modèles développés est ensuite également abordée.