L'accident de perte de réfrigérant primaire (APRP) dans les réacteurs à eau pressurisée (REP) entraîne des phénomènes transitoires rapides, tels que la propagation d'ondes de raréfaction dans les structures internes du réacteur. Ces ondes provoquent des chargements de pression transitoires dans différentes zones, comme le cœur du réacteur et la zone de dérivation (by-pass), ce qui génère des contraintes sur le cloisonnement (baffle). La déformation de cette structure peut compromettre l'intégrité structurelle du réacteur et rendre difficile la manipulation des assemblages de combustible et/ou des barres de contrôle après l'accident.

Ce stage de 6 mois se concentre sur l'évaluation de l'utilisation de la méthode des volumes finis pour la simulation des phénomènes d'interaction fluide-structure dans des écoulements transitoires rapides, en utilisant des modèles filaires simplifiés.

Tous les calculs seront effectués avec le code de dynamique rapide EUROPLEXUS (http://www-epx.cea.fr/), copropriété du Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (CEA) et du Centre de Recherche Commun de la Commission Européenne (EC/JRC), et développé conjointement au sein d’un consortium incluant le CEA (DES/ISAS/DM2S à Saclay), la communauté européenne (JRC - IPSC à Ispra) mais également EDF, l’ONERA et Framatome.

L'objectif principal de ce stage est de comparer les résultats de l'approche de type Volume Fini avec ceux obtenus précédemment avec EUROPLEXUS mais en utilisant la méthode des Éléments Finis. Cette comparaison visera à déterminer si la méthode des volumes finis est plus appropriée pour ce type de simulation.

Les performances des deux méthodes seront évaluées à travers des simulations de propagation d’ondes de raréfaction dans des géométries simples, reproduisant les expériences réalisées sur la plateforme MADMAX au cours des trois dernières années.

Les résultats numériques seront validés par comparaison avec les résultats expérimentaux susmentionnés obtenus sur MADMAX et avec les résultats de certains modèles numériques de référence plus complexes (2D axisymétrique, 3D) également obtenus avec EUROPLEXUS.

Le stage pourrait également nécessiter le développement et l'implémentation d'un nouveau modèle d'impédance dans EUROPLEXUS, en fonction des besoins spécifiques des simulations.

Le stage pourra se poursuivre par une Thèse dont l'objectif est d'améliorer la modélisation des phénomènes physiques liés à la propagation d'une onde de décompression dans le circuit primaire d'un REP suite à la rupture d'un élément de tuyauterie ainsi que sa propagation dans le cœur à travers les assemblages et dans la dérivation à l'extérieur du cloisonnement. D'autres configurations et améliorations du système expérimental seront à prévoir afin de disposer de données expérimentales qui serviront d'une part à la qualification des modèles implémentés dans le code EUROPLEXUS et d'autre part à améliorer la compréhension des phénomènes physiques.