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Habilitation à diriger des recherches

Interfaces en physique des réacteurs nucléaires : Contribution à la modélisation et au développement de méthodes numériques associées en neutronique et physique du corium

Résumé : Dans le cadre industriel des réacteurs nucléaires de fission électrogènes, cette synthèse d’une grande partie de mes activités de recherche est faite sous le thème de la modélisation et du développement de méthodes pour la simulation numérique de phénomènes associés aux interfaces entre différents matériaux. Ces travaux s’inscrivent dans deux domaines distincts de la physique des réacteurs nucléaires : d’une part, la neutronique qui s’intéresse à la caractérisation de la population des neutrons au sein d’un réacteur de fission, d’autre part, la physique du corium qui porte sur le comportement des matériaux fondus (combustible, structure, ...) du réacteur au cours d’un accident grave de fusion du cœur. En neutronique, les besoins en simulation relatifs aux réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium m’ont amené à participer au développement d’un solveur 3D pour l’équation de transport des neutrons basé sur la méthode Galerkin discontinue. Dans ce cadre, j’ai contribué : • à l’analyse et au développement de méthodes de raffinement adaptatif hp (en ordre et en espace) associées à ce schéma de discrétisation spatiale ; • à l’extension de la théorie standard des perturbations (qui permet de relier les variations de réactivité aux variations locales des paramètres régissant l’état du système) à cette discrétisation adaptative ; • à l’amélioration du traitement de l’interface entre le cœur et le réflecteur d’un réacteur à neutrons rapides vis-à-vis de l’homogénéisation énergétique. Pour ce qui est de la physique du corium, en support à l’étude de la stratégie de rétention du corium en cuve pour les réacteurs à eau légère, mes travaux ont porté essentiellement sur la modélisation tant à une échelle macroscopique que mésoscopique de certains phénomènes associés au comportement du corium. En particulier, j’ai contribué : • à l’amélioration de la modélisation thermohydraulique de la couche métallique supérieure du bain de corium ; • au développement d’une modélisation mésoscopique de la diffusion multicomposant multiphasique associée à la cinétique de stratification des phases liquides du bain ; • à l’analyse du couplage des modèles de thermohydraulique et thermochimie pour le corium vis-à-vis de la cohérence des données thermodynamiques mises en jeu. Par-delà la diversité des “physiques”, modèles et méthodes numériques mis en jeu dans les travaux rapportés ici, y est illustrée la position que j’ai essayé d’occuper dans ces processus de recherche à l’interface pluridisciplinaire entre application industrielle et recherche académique.
Document type :
Habilitation à diriger des recherches
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https://hal-cea.archives-ouvertes.fr/tel-02138630
Contributor : Romain Le Tellier <>
Submitted on : Thursday, May 23, 2019 - 11:59:11 PM
Last modification on : Friday, October 23, 2020 - 4:33:24 PM

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  • HAL Id : tel-02138630, version 1

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CEA

Citation

Romain Le Tellier. Interfaces en physique des réacteurs nucléaires : Contribution à la modélisation et au développement de méthodes numériques associées en neutronique et physique du corium. Sciences de l'ingénieur [physics]. Université Grenoble Alpes, 2019. ⟨tel-02138630⟩

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