Afin d’assurer l’évacuation de la puissance résiduelle à la suite du déclenchement d’arrêt d’urgence d’un Réacteur à Eau Pressurisé (REP), certains systèmes passifs sont à l’étude. Ces systèmes sont dits passifs car leur activation ne nécessite qu’un minimum d’actions de la part des opérateurs, et leur fonctionnement repose ensuite sur des phénomènes physiques tels que la circulation naturelle ou bien la condensation, sans nécessité d’apport d’énergie extérieur. En particulier le SAfety COndenser, abrégé en SACO, est un système passif permettant de condenser la vapeur produite dans les générateurs de vapeur (GV), à travers un échangeur immergé dans une piscine (ou bien une calandre) et de réinjecter les condensats dans les GV afin d’ainsi évacuer, de manière passive, la puissance résiduelle et de maintenir un inventaire en eau suffisant dans les GV. 

Dans le cadre de l’étude de ces systèmes, le CEA participe au projet européen PASTELS (PAssive Systems : Simulating the Thermal-hydraulics with ExperimentaL Studies), notamment en utilisant le code CATHARE-3, ce dernier est un code système de thermohydraulique basé sur un modèle à 2 fluides 6 équations. Son utilisation dans le projet permettra en particulier de valider ce dernier sur des données représentatives des systèmes passifs à l’étude. Le projet PASTELS regroupe différents acteurs européens du nucléaire, et a pour but d’améliorer les capacités de design et de réalisation des systèmes passifs. En particulier, un des volets du projet consiste à construire une maquette d’un SACO (maquette actuellement construite) et de la raccorder à un des GV d’une installation modélisant un REP, l’installation expérimentale PKL (raccordement lui aussi effectué).

Avec l’installation PKL ainsi équipée de la maquette du SACO, des études paramétriques expérimentales concernant le fonctionnement et les performances du SACO ont été réalisées dans un premier temps. Ces essais ont pu tester différents points de fonctionnement du SACO, en fonction du remplissage de la piscine notamment. En 2022, une validation des essais stationnaires a été réalisée, dans le cadre du projet PASTELS, et lors d’un stage.

Dans un second temps, des essais reproduisant des transitoires accidentels de REP (Phase 2, attendue courant 2022). Ces essais auront pour but de démontrer le bon fonctionnement du SACO pour son utilisation future mais aussi pourront permettre de consolider la validation du code CATHARE-3.

L’objectif du stage sera de mener en complément des travaux de 2022, une étude de sensibilité du code CATHARE-3 à différents paramètres (des modèles physiques notamment) sur certains de ces essais à l’aide du logiciel URANIE. Le candidat devra dans un premier temps se familiariser avec le code CATHARE, l’installation expérimentale et sa modélisation par CATHARE. Ensuite, il devra prendre en main URANIE pour réaliser l’étude de sensibilité, et enfin effectuer cette dernière ainsi qu’une propagation d’incertitude

Etudiant/étudiante en école d'ingénieur ou en master 2 : mécanique des fluides ou génie nucléaire