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Le projet Seth 2

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Dernière mise à jour le 13 mars 2012

 

Le projet Seth 2 cherche à étudier les phénomènes thermohydrauliques pour les besoins de la gestion des accidents.
Le contexte et les objectifs


Le projet Seth 2 est un projet international organisé sous l'égide de l'OCDE auquel participe activement l'IRSN en réalisant à la fois des pré-calculs et des post-calculs des essais avec les codes Astec et Tonus.
 
Initié en 2007 pour une durée de quatre ans, Seth 2 prolonge le projet thermohydraulique Sesar (Sesar Thermal-hydraulics - Seth) démarré en 2001. Il rassemble des experts internationaux provenant de douze organisations appartenant à 9 pays d'Europe et d’Asie.


Dans le contexte de l'étude des accidents graves de réacteur à eau sous pression, le risque hydrogène est défini comme la possibilité d'une perte de l'intégrité du confinement du réacteur ou de ses systèmes de sûreté à la suite d'une combustion de l'hydrogène. L'hydrogène est issu principalement de l'oxydation du zirconium des gaines et des structures des éléments combustibles lors de la phase de dégradation du cœur et de l'oxydation des métaux présents dans le bain de corium ou dans le radier lors de la phase de l'interaction entre le corium et le béton. L'hydrogène ainsi produit est transféré puis transporté dans l'enceinte par les boucles de convection induites essentiellement par la condensation de la vapeur émise via la brèche primaire ou lors de l’interaction corium/béton. Suivant le brassage de l'atmosphère de l'enceinte, la répartition d'hydrogène dans l'enceinte de confinement se fait de manière plus ou moins homogène. En cas de forte hétérogénéité, l'hydrogène peut atteindre des concentrations locales importantes qui dépassent le seuil d'inflammabilité du mélange gazeux. Par ailleurs, la répartition et la concentration d'hydrogène dans l'enceinte de confinement peuvent être modifiées par l'utilisation des systèmes d'aspersion. En effet l'aspersion permet d’homogénéiser la répartition de l'hydrogène dans l'enceinte mais elle peut conduire, par condensation de la vapeur sur les gouttes d'eau, à un désinertage du mélange.

Des dispositifs tels que les recombineurs et les igniteurs peuvent être installés dans l'enceinte de confinement pour éviter l'accumulation de l'hydrogène dans une partie ou la totalité de l'enceinte. Le dimensionnement et l'évaluation de l'efficacité de ces moyens de prévention nécessitent l'utilisation de codes de calcul dont la validation passe par la comparaison avec des expériences bien instrumentées reproduisant les phénomènes 3D qui gouvernement l’écoulement des gaz dans l'enceinte de confinement en situation accidentelle.

Le besoin de ce type d'expériences sur des installations de grande échelle a été souligné dans le rapport OCDE sur l'état de l'art sur la thermohydraulique et la distribution de l'hydrogène dans l'enceinte : c'est l'objectif du projet OCDE-Seth 2.


 

Les installations expérimentales


Le projet Seth 2 a pour objet de réaliser des expériences bien instrumentées, destinées à la validation des codes de thermohydraulique multidimensionnels (CFD, Computational Fluid Dynamics) et des codes multicompartiments (LP, Lumped Parameters) dans l'installation Panda, située en Suisse et opérée par l'Institut Paul Scherrer, et dans l'installation Mistra, située à Saclay et opérée par le CEA.

La matrice des essais réalisés sur les deux installations comporte à la fois des essais à effet séparé ou couplé et des essais intégraux. Le programme expérimental ainsi réalisé concerne :

  • des essais à effet séparé et à effet couplé portant sur la rupture d'une stratification d'hydrogène initialement établie par le biais de jet de vapeur avec différents débits et différentes positions, par la mise en service de l'aspersion ou encore par le panache issu d'un recombineur,
  • des essais globaux portant sur l'impact des problématiques liées aux réacteurs GEN III et GEN IV (mélange gazeux suite à une rupture soudaine de disque de rupture pour l'EPR, système de refroidissement à long terme pour les réacteurs BWR...).


L'ensemble de ces essais répond aux besoins de disposer de données expérimentales complètes pour valider les codes de calcul sur des configurations représentatives de l'atmosphère des enceintes de réacteur en situation d'accident grave.


Caractéristiques du projet

Dates : 2007-2011

Thématique : Les accidents graves

Service IRSN impliqué

 Service d'évaluation des accidents graves et des rejets radioactifs (SAGR)

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