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Séminaires et colloques
[sém. doct] BLANCO Juan : Couplage neutronique-thermohydraulique-thermomécanique pour la modélisation des accidents dans des systèmes nucléaires
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Europe/Paris
grand amphi (lpsc)
grand amphi
lpsc
Description
Cette thèse s’inscrit dans le cadre de travaux portant sur la mise au point de modèles multi-échelle et multi-physiques pour la simulation des accidents de criticité, menés conjointement par le Groupe de Physique des Réacteurs (GPR) du CNRS/IN2P3/LPSC et par le Laboratoire de Neutronique de l’IRSN (PSN-EXP/SNC). L’approche multi-physique et multi-échelle a comme objectif de produire un modèle numérique prenant en compte tous les phénomènes physiques importants dans les systèmes nucléaires ainsi que leur couplage. Cette approche permet d’améliorer les capacités prédictives des modèles et d’étudier de manière numérique le comportement des composants d’un système nucléaire dans des conditions difficilement réalisables/reproductibles par des expériences (où quand les possibilités d’instrumentation sont réduites). L’approche multi-échelle/multi-physique est donc particulièrement utile pour l’étude des accidents des réacteurs nucléaires ou pour tous les systèmes nucléaires où de très forts couplages existent entre la neutronique, la mécanique (des solides et des fluides) et la thermique.
L’objectif de ce travail de thèse est de développer un nouveau schéma numérique de couplage entre le code neutronique SERPENT (code Monte Carlo) et OpenFOAM (code CFD) qui permettra une plus grande flexibilité dans les études en termes de type de transitoires, de systèmes et de phénomènes.
Plusieurs systèmes nucléaires ont été identifiés pour tester le couplage proposé. Parmi eux, les expériences effectuées dans le réacteur SILENE sur le site Valduc du CEA et les transitoires de l’expérience Godiva aux Etats Unis à Los Alamos National Laboratory (LANL) sont étudiés. De nombreux phénomènes physiques peuvent être mis en évidence dans ces situations, par exemple : l’écoulement compressible en deux phases, la radiolyse au sein du combustible liquide et les dilatations thermiques du combustible solide. L’application du modèle pour les études des hypothétiques accidents de criticité dans une piscine combustible est aussi prévue.
L’implémentation numérique a été faite sur la plateforme OpenFOAM en C++ qui permet la modélisation de la mécanique des fluides, et en général de la mécanique des milieux continus avec la méthode des volumes finis. En plus de la modélisation mathématique des phénomènes physiques, des études sur l’optimisation du temps de calcul avec une méthode Monte Carlo ont été faites grâce à l’implémentation d’une méthodologie du type quasi-statique pour les transitoires neutroniques. Une première validation et la vérification du couplage entre données expérimentales et données calculées ont été faite.
