Modelisation de l'elaboration de verre en creuset froid inductif
Résumé
Nos recherches portent sur le developpement et l'optimisation du procede de vitrification des dechets radioactifs de haute activite en creuset froid inductif. Dans le cadre de la simulation de ce procede, notre laboratoire se concentre sur le choix des modeles physiques representatifs des phenomenes ayant lieu lors de l'elaboration du verre, afin d'obtenir une simulation numerique predictive des phenomenes mis en jeu. Dans le creuset froid inductif, le bain de verre, contenant des particules micrometriques de platinoides (particules non dissoutes de dioxyde de ruthenium et de palladium-tellure), est maintenu a une temperature de 1200DC tandis que le creuset est refroidi a une centaine de degres. Temperature et platinoides modifient a la fois la masse volumique du verre, son comportement rheologique et sa conductivite electrique. Ces proprietes physico-chimiques variables entrainent des couplages forts entre equations de Navier-Stokes, transport de l'energie thermique et transport des platinoides, qui se revelent determinants pour le comportement de la fonte. Cette etude presente une synthese des travaux realises jusqu'a present, orientes selon deux axes principaux. Le premier concerne l'ecriture de modeles de transport precis (equations de Navier-Stokes, transport de l'energie thermique et transport des platinoides) prenant en compte les phenomenes d'advection et de diffusion Fickienne. Le deuxieme concerne la modelisation et l'etude des effets de certaines proprietes dependantes de la temperature et du taux de platinoides. Ces travaux sont supportes par des simulations numeriques multi-echelles et des campagnes d'experimentation. A terme, l'utilisation de l'ensemble des modeles et la prise en compte de leurs couplages permettra entre autre l'evaluation precise des flux thermiques recus par le creuset.