Développement d'une technique vibratoire pour la sollicitation, la mesure et l'interprétation afin de caractériser les interactions entre les composants d'une structure complexe dans un environnement extrême : Évaluation de leur application à la mesure dans le réacteur nucléaire RJH.

Development of vibrational technique for solicitation, measurement and interpretation to characterize the interactions between components of a complex structure in an extreme environment: Evaluation of their application to measurement in the RJH nucl

• Auteur / Autrice : Matheus Versao carnieri
• Direction : Frédéric Lebon, Guillaume Ricciardi
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur : spécialité Mécanique des Solides
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LMA - Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique

Mots clés

Mots clés libres

Instrumentation

Vibrations

Fusion à coeur

Rjh

Pci

Instrumentation

Vibrations

Core fusion

Rjh

Pci

Résumé

Les cœurs des réacteurs à eau pressurisée (REP) sont constitués de centaines de crayons combustibles contenant des pastilles d'uranium enrichi. À la première étape, un espace existe entre la gaine du crayon et les pastilles. Au fur et à mesure que le réacteur fonctionne, la taille des pastilles change jusqu'à ce qu'elle entre en contact avec la gaine. Cette interaction, appelée Interaction Pastille-Gaine (IPG), constitue l'une des principales préoccupations visant à garantir l'intégrité de la gaine des crayons combustibles des REP. Afin d'éviter les opérations conduisant à une défaillance de la gaine, les capacités de modélisation permettant de simuler le mécanisme ont été améliorées au fil des ans. Aujourd'hui, les codes nécessitent des données expérimentales de plus en plus détaillées et précises. Jusqu'à présent, seules les données post-irradiation résultant de programmes d'irradiation dédiés, appelés ''tests de montée en puissance'', réalisés dans des dispositifs expérimentaux situés dans des réacteurs d'essais de matériaux, sont disponibles. Actuellement, il n'existe aucun instrument de détection en ligne de l'IPG, bien que cela soit nécessaire pour une validation complète du schéma de modélisation. Des travaux antérieurs ont montré qu'il est possible de mesurer, dans des conditions spécifiques, les effets de l'IPG sur les vibrations d'un crayon combustible nucléaire soumis à une excitation axiale d'écoulement turbulent dans des conditions externes. L'objectif de cette thèse de doctorat consistera donc à caractériser l'effet du contact pastille-gaine sur l'amortissement de la structure afin de relier le comportement de la structure à son état interne.

Reactor core of the Power Pressure Water Reactors (PWR) are made of hundreds fuel rods containing enriched uranium pellets. At the first step, a gap exists between the rod cladding and the pellets. As the reactor operates, the size of the pellets changes until it comes in contact with the clad. This interaction called Pellet-Cladding Interaction (PCI) is one of the major concerns to guarantee fuel rod clad integrity of PWR. In order to forbid operations leading to clad failure, modeling capability to simulate the mechanism has improved through the years. Today, codes need more and more detailed and precise experimental data. Until now, only post-irradiation data result from dedicated irradiation programs, named “power ramp tests”, carried out in experimental devices in Material Testing Reactors are available. There is currently no instrumentation for online PCI detection although this would be needed for full validation of the modeling scheme. A previous work has shown that it is possible to measure, under specific conditions, the effects of PCI on the vibrations of a nuclear fuel rod subjected to axial excitation of turbulent flow under external conditions. The objective of this PhD thesis will then be to characterize the effect of the pellet cladding contact on the damping of the structure in order to relate the behavior of the structure to its internal state.