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Thèses en cours

Développement d'un dispositif métrologique multi-capteurs pour la mesure du dépôt d'aérosols dans un local lors d'un incendie

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Laboratoire d'accueil : Laboratoire de physique et de métrologie des aérosols (LPMA)

Date de début de thèse : octobre 2017

Nom de la doctorante : Amel KORT


​Descriptif du sujet

La thèse s’inscrit dans le cadre d’un programme commun avec orano NC sur des feux de mélanges solvants / acide nitrique contaminés par du plutonium et dont l’objectif principal est d’estimer les conséquences d’une telle situation sur le confinement des substances radioactives dans une installation nucléaire de base (INB).


Ce travail se situe dans le cadre de l’étude du dépôt des suies sur les parois du local incendie, indispensable à la prédiction des quantités d’aérosol pouvant être transportés dans les réseaux de ventilation et participant, pour la majeure partie, au colmatage des filtres Très Haute Efficacité. À ce jour, plusieurs paramètres importants tels que la morphologie des suies ou la rugosité des parois ne sont pas pris en compte dans la détermination des fractions déposées lors d’un incendie (Nerisson et al., 2011). De plus, à cause de la complexité des phénomènes incendie rencontrés dans une INB, très peu de données expérimentales, en termes de masse de suies déposées, existent dans la littérature pour juger de la pertinence des modèles de dépôt existants (Gelain et al., 2016).


L’objectif de la thèse est de développer un dispositif multi-capteurs permettant la quantification en temps réel des masses de suies déposées sur les parois d’une INB. La démarche envisagée consiste dans une première partie, avec le support du LEMAC, à identifier les zones et les mécanismes prépondérants de dépôts de suies à l’aide de modèles de dépôt implémentés dans le code de calcul ANSYS© CFX.


La deuxième partie sera consacrée au développement de préleveurs séquentiels, permettant de déterminer par gravimétrie les ordres de grandeurs des masses déposées, et du dispositif multi-capteurs temps-réel, basé sur le couplage d’un capteur résistif avec un capteur de gaz, exploitant ainsi les quantités de gaz émises pendant la phase de régénération pour mesurer la masse déposée par unité de surface. À ce stade, un état de l’art des différentes technologies des capteurs a été effectué, ainsi que le dimensionnement d’une expérimentation d’analyse thermo-optique Organic Carbon / Elemental Carbon permettant d’établir une corrélation entre conductance et masse des suies déposées sur le capteur résistif. Les préleveurs séquentiels ont été conçus et seront mis en oeuvre lors des essais incendie PRISME réalisés dans les locaux de DIVA afin d’étudier les effets de différents paramètres (rugosité et porosité des parois, emplacements des cibles…) sur les masses déposées.


La dernière étape de la thèse consistera à valider ce dispositif multi-capteurs lors d’expérimentations analytiques et semi-analytiques.

 

 

 

Références :
 
Gelain, T., Richard, J., & Khanchali, F. (2016). Extension de la validation des modèles de dépôt d'aérosols en conduit et première analyse de sensibilité aux effets de rugosité et de charge électrique. Rapport IRSN\PSN-RES\SCA\2016-08.
 
Nerisson, P., Simonin, O., Ricciardi, L., Douce, A., & Fazileabasse, J. (2011). Improved CFD transport and boundary conditions models for low-inertia particles. Computers and Fluids.