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Faire avancer la sûreté nucléaire

La Recherchev2

Propositions de thèses 2017

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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Discipl​ines : physique, sciences pour l'ingénieur

Lieu de thèse : Saclay (91) et Saint-Étienne (42)

Date de début : octobre 2017



Compétences recherchées


  • Master 2 recherche d'université ou d'école d'ingénieur
  • Physique et métrologie des aérosols, mécanique des fluides, aéraulique, combustion, énergétique, physico-chimie des aérosols, micro-électronique, développement de capteurs



Sujet de thèse


Parmi les accidents susceptibles de se produire dans une installation nucléaire de base (INB), l'incendie représente un risque majeur. Il peut endommager des éléments essentiels à la sûreté et conduire à la dispersion de matières radioactives dans l'installation, voire dans l'environnement. Afin d'évaluer de la manière la plus réaliste possible ce rejet, il s'avère nécessaire d'estimer les fractions d'aérosol déposées dans l'ensemble des installations. Dans ce cadre, un programme de recherche commun entre AREVA NC et IRSN est réalisé sur les feux de mélanges de solvants/acide nitrique représentatifs du procédé PUREX. Une des tâches de ce programme vise à améliorer les outils de prédiction de la fraction d'aérosol déposée sur les parois des locaux mis en jeu lors d'un incendie. L'objectif de la thèse proposée est de développer un dispositif métrologique mufti-capteurs afin de quantifier les fractions déposées et le flux de dépôt des aérosols, tout en mesurant les grandeurs thermodynamiques et aérauliques (vitesse d'écoulement et gradient thermique en proche paroi) associées aux mécanismes à l'origine du dépôt sur les parois d'un local confiné et faiblement ventilé, au sein duquel se déroule un incendie. 

L'utilisation de cet outil métrologique nous permettra de disposer de données innovantes pour des situations réelles d'incendie. Les résultats obtenus seront utilisés afin de s'assurer de la pertinence des modèles théoriques de dépôt implémentés dans les outils numériques utilisés pour décrire les conséquences d'un incendie sur le confinement des substances radioactives. Dans une première phase, des simulations numériques de type CFD seront réalisées afin d'identifier les zones et mécanismes privilégiés de dépôt au sein d'un local représentatif d'une INB en assimilant l'incendie à une source thermique de puissance similaire à celle de flammes d'incendie. Au cours de la seconde étape, on cherchera à préciser les grandeurs aérauliques et thermodynamiques devant être mesurées en parallèle du flux de dépôt des aérosols et une analyse bibliographique sur les micro-capteurs disponibles sera réalisée. 

Deux approches seront ensuite considérées pour mesurer le flux de dépôt et la fraction déposée. 

La première portera sur un dispositif mufti-capteurs permettant de mesurer le flux de dépôt en temps réel, la seconde consistera en des prélèvements séquentiels sur des surfaces de dépôt qui seront analysées a posteriori. La troisième étape visera à valider le dispositif mufti-capteurs lors d'expérimentations analytiques. La dernière étape visera à implémenter le dispositif mufti-capteurs et le préleveur séquentiel lors d'une campagne expérimentale d'incendie de feux de liquides.