Simulation Cfd du Chauffage Inductif du Corium des Expériences Merelava pour les Accidents Graves H/F CEA

Dans les accidents graves de réacteur nucléaire à eau légère, une partie de l'évènement consiste à l'ablation d'un matériaux sacrificiel par le corium (mélange de combustible et éléments structurels du coeur fondus). On appelle cela l'interaction corium-béton (ICB).

Le LEAG (Laboratoire d'études et d'Expérimentation sur les Accidents Graves) étudie un moyen de mitigation de ce type d'accident, par une stratégie de renoyage par le haut grâce à l'installation MERELAVA, et collabore avec le LMAG (Laboratoire de modélisation des Accidents Graves) pour le développement d'outils numériques.

Le chauffage inductif permet de simuler le chauffage volumique résiduel du corium lors d'un accident, avec deux limitations. D'une part, le chauffage inductif n'est pas homogène (effet de peau). D'autre part, la force de Lorentz induite perturbe la convection thermique du bain.

Ces deux effets combinés soulèvent des questions quant à la représentativité de ces essais par rapport à un cas réel soumis à un chauffage volumique résiduel résultant de la désintégration radioactive des produits de fission présents dans le combustible.

Une étude précédente a permis d'obtenir la cartographie des champs électromagnétiques dans le bain. La prochaine étape consiste alors à coupler ces champs avec thermohydraulique du bain.

L'objectif du stage est donc d'étudier par la CFD (Computational Fluid Dynamics), l'effet du chauffage inductif sur la dynamique du bain et son transfert thermique avec le code TrioCFD développé au CEA.

Une partie du travail consistera à:

-Inclure la force de Lorentz issue du champ inductif dont l'expression a été établie dans une précédente étude.
-Identifier et à évaluer les modèles de turbulence disponibles les mieux adaptés à la configuration étudiée.
-Réalisée une sensibilité à des propriétés physiques du bain comme la conductivité thermique qui évolue avec la proportion de béton dans le bain de corium.

Les résultats de ces simulations seront ensuite comparés aux mesures d'essais MERELAVA. Les expérimentateurs ayant accès uniquement à des valeurs moyennes, une étude détaillée de la dynamique du bain et de ses transferts, permettra de soutenir l'interprétation physique des essais.

Au préalable, le stagiaire se formera à l'utilisation du code TrioCFD, au post-traitement des résultats et à l'utilisation de fiche Jupyter intégrant du Python.