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Enhancing Nuclear Safety


Research

Theses in progress

Slope effects on the spread and control of smoke in the underground galleries: application to fire control in the disposal Cigéo


Host laboratory: ​Explosion and Fire Laboratory (LIE)

Beginning of the thesis: October 2015

Student name: Romain Hanouzet



Subject description (in French)

Cette thèse se place dans le cadre du projet Cigéo (Centre industriel de stockage géologique) visant à stocker des déchets radioactifs dans une couche géologique profonde. Ce site est constitué d’un réseau de galeries souterraines complexe avec des pentes importantes (12 %). Les déchets radioactifs sont stockés dans des alvéoles transverses à la galerie principale. La présence de matière hautement radioactive entraine un risque incendie important et la complexité de l’installation rend la gestion d’un éventuel départ de feu délicate. La maîtrise de ce risque est donc primordiale afin de limiter les dégâts que pourrait occasionner un incendie.

Pour répondre à cette problématique, ces travaux de thèse s'appuient sur des essais réalisés sur une maquette aéraulique d’un tunnel à échelle réduite installée à l’IUSTI. La maquette permet un contrôle de la pente (±20 %) et donc de caractériser les différents régimes pouvant exister (effet cheminée, stratification). Un dispositif d’ensemencement et de contrôle de la masse volumique, par un mélange d’air et d’hélium, permet par similitude de reproduire la flottabilité de fumées générées par un feu. Le contrôle de la masse volumique à l’injection permet de considérer les cas Boussinesq (faible écart de masse volumique) et les cas non-Boussinesq (fort écart de masse volumique). Des mesures seront réalisées afin de constituer une base de données permettant de valider les codes CFD.

Un ajout de tronçons transverses au tunnel est prévu et permettra de représenter les alvéoles de stockage des déchets. Les essais permettront de déterminer des temps caractéristiques de propagation, de dilution et de mélange des fumées. Une première campagne d’essais préliminaires de type Lock-Exchange a été réalisée afin de qualifier le dispositif. Il s'agissait de caractériser la vitesse de propagation des fumées d’un local entièrement rempli en fonction de la différence de masse volumique. Une tirette permettait de séparer l’air contaminé de l’air frais et était ouverte à l’instant initial ; la propagation des fumées était enregistrée par vidéo. Ces essais ont permis de mettre en évidence un régime inertiel et un régime visqueux dans la propagation des fumées dans le tunnel.


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