Contexte industriel

Dans le cadre du projet long de l'ENSEEIHT, le CEA, un partenaire industriel, propose de travailler sur les écoulements nucléaires au sein du coeur et des générateurs de vapeur. Le sujet s'inscrit dans la thèse de Marie Drouin, du CEA Saclay. Il s'agit d'une étude locale (motifs élémentaires) d'un mécanisme complexe (dispersion thermique) contrôlé par la mécanique des fluides (écoulements). Les domaines d'application concernés sont à la fois la transformation de l'énergie (échangeurs), et le Génie Nucléaire.
Plus généralement, le sujet permettra à terme d'optimiser le coût du combustible et de garantir la sûreté et la sécurité du coeur.

Problème

Modélisation des échanges thermiques et de la turbulence à l'échelle macroscopique.

Les conditions limites en sortie du coeur de réacteur ne sont pas accessibles.

Applications

Coeurs de réacteurs des centrales nucléaires

Réacteurs nucléaires de sous-marins

Problématique

Les besoins de modélisation d’écoulements fluides turbulents traversant des structures solides complexes se rencontrent dans les échangeurs thermiques ou encore les écoulements dans les réacteurs nucléaires.

L’un des objectifs est de comprendre et de maîtriser l’échange de chaleur entre la structure solide et le fluide. Deux difficultés majeures rendent complexe l’étude de ces systèmes : la géométrie de la structure solide et le possible caractère turbulent de l’écoulement qui la traverse.

De plus, les enjeux actuels de la simulation numérique reposent non seulement sur la puissance de calcul des ordinateurs, mais surtout sur la qualité de la modélisation des phénomènes considérés. Lorsque la puissance des calculateurs ne permet pas de réaliser des simulations fines des systèmes décrits, une approche homogénéisée peut être envisagée.

Motif élémentaire