Laboratoire d’Expérimentations sur le Comportement des Equipements et de la Ventilation (LECEV)

Installation Persée - Réacteur chimique où est produit de l’iode gazeux par interaction du diméthyl sulfate avec une solution d’iodure de sodium. L’iode est ensuite transféré dans le circuit de l’installation PERSEE.

Les principaux domaines de recherche du laboratoire d’Expérimentations sur le Comportement des Equipements et de la Ventilation (LECEV) sont la filtration, l’épuration et le comportement des équipements contribuant au confinement dans les installations de type laboratoires/usines. Le comportement est évalué en conditions normales de fonctionnement, y compris le vieillissement, jusqu’à des conditions incidentelles, voire accidentelles (débit, température, pression, humidité, irradiation…).

Ce laboratoire est implanté sur le site du CEA/Saclay et s’appuie sur la plateforme expérimentale BOREE (Boucles Résistance des Equipements et Epurations des aérosols).
Pour mener à bien ses missions, l’équipe du LECEV est constitué de 5 chercheurs et 6 techniciens. Cette équipe est renforcée par des thésards, post-doctorants, stagiaires et alternants.

Il est dirigé par Céline Monsanglant-Louvet.

 

Photo :  Installation Persée - Réacteur chimique où est produit de l’iode gazeux par interaction du diméthyl sulfate avec une solution d’iodure de sodium. L’iode est ensuite transféré dans le circuit de l’installation PERSEE.

Contexte

Les principales thématiques de recherche LECEV se situent dans le domaine de la filtration et du comportement des équipements contribuant au confinement dans les installations de type laboratoires/usines.

Le contexte des recherches du LECEV est celui de la limitation du risque de dispersion des composés radioactifs en dehors des installations nucléaires. Plus précisément, les recherches sont orientées autour de la compréhension de l’impact sur le confinement des installations de situations normales, incidentelles voire accidentelles.

L’approche est, dans un premier temps, globale, permettant l’identification des paramètres d’influence. Elle est suivie, dans un second temps, par une approche phénoménologique permettant la compréhension des mécanismes mis en jeu et la mise en place de modèles.
Les situations, les paramètres, les types de filtration et de composés radioactifs étudiés sont très variés : par exemple, il peut s’agir d’une hausse de l’humidité pour lequel il est nécessaire d’évaluer la baisse d’efficacité d’un filtre THE fonctionnant dans de telles conditions, ou encore d’améliorer les connaissances et la compréhension du mécanisme d’échange isotopique ainsi que son impact sur les performances de piégeage d’effluents iodées (CH3I notamment) par les adsorbants poreux.

Le vieillissement des matériaux et matériels (y compris sous irradiation) est une thématique d’intérêt majeur dans tous les axes de recherche du laboratoire. il peut s’agir d’équipements de sectorisation (clapet coupe-feu, vanne, portes…) mais aussi d’équipements de protection individuels (EPI).

Pour ce dernier type d’équipements le laboratoire réalise des essais de recherche et développement ainsi que des essais de type sous accréditation.

 

Axes de recherche

Le LECEV est constitué d’une équipe d’une quinzaine de chercheurs, techniciens, doctorants et post-doctorants effectuant de la recherche dans le domaine de la mitigation des rejets (aérosols/gaz), et du comportement des équipements ou des matériaux associés :

  • Filtration des aérosols
  • Rétention des gaz radioactifs
  • Maintien du confinement dans toutes conditions de fonctionnement (y compris accidentelles)
  • Développement des outils de calculs correspondants
  • Qualification de moyens permettant d'assurer et d'évaluer le confinement de l'aérocontamination, dans les installations du cycle du combustible
  • Prestations pour le compte d'exploitants, d'ingénieries et de divers industriels.

Orienté vers une approche expérimentale et associé à de nombreux partenaires académiques et industriels, le laboratoire exploite de nombreux bancs d’essais de taille variable (allant de la paillasse à l’échelle 1) pour les besoins de ses recherches et prestations dans le domaine du nucléaire.

 

Laboratoire LECEV

Projets internationaux et nationaux en cours (depuis 2020) :

 

Equipements et techniques

La Plateforme expérimentale BOREE (Boucles Résistance des Equipements et Epurations des aérosols) regroupe sur le site Saclay des installations et bancs d’essais permettant de tester le comportement d’équipements participant au maintien du confinement et de la sectorisation des installations nucléaires, lorsqu’ils sont soumis à des contraintes représentatives de situations de fonctionnement normal, dégradé ou accidentel. Ces bancs d’essais, pour certains à l’échelle 1, permettent de simuler les principales contraintes engendrées par les situations industrielles à étudier (débit, pression, température, humidités relatives, irradiation).

  • Échelle laboratoire (études analytiques du comportement de filtres, de pièges à iode (PAI), de matériaux ou de pare-étincelles, polymères, coupons métalliques) à l’échelle industrielle (filtres THE, PAI, portes coupe-feu, clapets coupe-feu, EPI, détecteurs incendie sous irradiation, caméras sous irradiation, fibres optiques, joints…)
  • Matériaux et équipements innovants intéressants les installations en fonctionnement mais aussi les nouveaux réacteurs
  • Amélioration des méthodes de contrôles des moyens de mitigations (méthode non radioactive pour les PAI, méthode de suivi en ligne pour les filtres THE – Brevet AEROFLU)

Moyens expérimentaux, Bancs d'essais de filtration à échelles variables :

 

Bémol

Recherche sur la représentativité des prélèvements et des mesures dans les conduits de ventilation, étude des longueurs de mélange.
Banc d’essais modulable échelle 1, différents types de caissons de filtration, différents coudes,
Débits de 1 000 à 15 000 m3/h

 

Simoun, Rafale

Recherches et prestations sur l’efficacité de la filtration des aérosols dans des conditions représentatives d’installations nucléaires (incendie, dernier niveau de filtration, …). Caractérisation du comportement des filtres THE, des caissons de filtration et des clapets coupe-feu soumis à des contraintes thermiques/débits représentatives de celles subies par un réseau de ventilation lors d’opérations de pilotage de la ventilation en cas d’incendie.
SIMOUN : Tests des média filtrants en température, 500 à 3700 m3/h ; 20 °C à 400 °C
RAFALE : Tests des média filtrants de différentes tailles, 2 caissons de filtration en série ; Conf. 1 : Q = 20 à 60 m3/h ; Conf. 2 : Q = 500 à 1 500 m3/h

 

Starmania, Catfish et leur plateforme expérimentale associée

Recherches sur la filtration des aérosols dans des conditions représentatives d’installations nucléaires (incendie, dernier niveau de filtration, résistance mécanique dynamique, efficacité, colmatage, aérosols liquides, solides…)

STARMANIA : Mode accidentel : pression différentielle jusqu’à 900 mbar, température jusqu’à 200°C, Débit jusqu’à 20 000 m3/h ; Mode dégradé : pression différentielle jusqu’à 5000 Pa, température jusqu’à 50 °C, débit jusqu’à 5 000 m3/h, humidité relative jusqu’à 100 %
CATFISH : débit jusqu’à 200 m3/h, humidité relative jusqu’à 100 %, température jusqu’à 150 °C, caissons d’essai adaptables

Plateformes : bancs à façon de petites tailles : CAREM, SOFA, MEGAPAN…

Flamm

Recherches sur la compréhension des mécanismes de la filtration des aérosols à plus petite échelle pour des média métalliques sous humidité relative élevée.

Capimif

Recherche du comportement des filtres, des systèmes de sectorisation dans des conditions représentatives du développement d’un incendie. Caractérisation des performances des dispositifs pare-étincelles lors des opérations de découpe de pièces métalliques
Torche à plasma, disqueuse, débits de 450 et 1500 m3/h

 

 

Irma et sa plateforme expérimentale associée

Recherche et prestations sur le comportement des équipements et matériaux sous irradiation au cobalt 60 (jusqu’à 1 MGy et un débit de dose allant jusqu’à 20 kGy/h). Les recherches et les prestations peuvent être réalisées avec des contraintes simultanées (pression jusqu’à 6 bars, température jusqu’à 300 °C et humidité relative jusqu’à 100 %) ainsi qu’avec des mesures en ligne pendant l’irradiation (suivi des paramètres qui évoluent au cours de l‘irradiation, mais également mesures des produits indicateurs de la dégradation des matériaux, H2 par mesure CPG par exemple). Chacun des essais réalisés est unique, l’installation et ses moyens d’essais sont modulables à façon en fonction des besoins de recherche et de prestations.

Persee et sa plateforme expérimentale associée

Recherche sur des gaz radioactifs par tous les types de dispositifs de filtration. Ce banc d’essais réalise ses recherches avec de l’iode radioactif.
Moyens d'essai : Espèces iodées gazeuses (CH3I ou I2) marquées à l’iode 131, Débit : 3-100 m3/h, humidité relative jusqu’à 95%, Température jusqu’à 150°C
Instrumentation : T, HR, débit, pression, spectrométrie γ, chromatographie gazeuse (PD-ECD)…,
Moyens de caractérisations :
Microbalance de sorption : isothermes d'adsorption pour la compréhension des phénomènes mis en jeu et la prédiction dans un second temps des profils de sorption
Porosimétrie de N2 : distribution de la taille des pores pour les composés poreux

Pour en savoir plus sur la plateforme Persée

Installation PERSEE
IRSN - Laboratoire LECEV - Installation Persée - Réacteur chimique où est produit de l’iode gazeux par interaction du diméthyl sulfate avec une solution d’iodure de sodium. L’iode est ensuite transféré dans le circuit de l’installation PERSEE.
Certification EPI lecev

Banc d’essais dédié aux essais sur les EPI

Depuis plus de 30 ans, le LECEV procède à des essais de développement et prestations sur des équipements de protection individuelle contre la contamination radioactive ou chimique utilisés dans le secteur industriel ou médical. Le banc d’essais EPI permet l’étude du facteur de protection mais aussi l’étude du confort des tenues par des mesures mécaniques et aérauliques, de bruit, etc. Pour les vêtements de protection, les essais sont réalisés suivant les normes EN1073-1, EN 1073-2, EN 13982-1 et 2 et pour les gants de protection suivant la norme EN 421.

Accréditation Cofrac essais, n° 1-1243, disponible sur www.cofrac.fr

Tester vos EPI

Certifier vos EPI

  • Techniques de traçages gazeux (He) et particulaire (uranine, DOP, NaCl, …)
  • Techniques de génération et mesures des aérosols
  • Techniques de mesures nucléaires (spectrométrie gamma, dosimétrie, …)
  • Techniques de caractérisation des matériaux poreux (BET, balance de sorption,…)

Moyens numériques

  • PROSIM DAC
  • Machine learning

Etudes support

En s’appuyant sur la plateforme BOREE, le LECEV réalise des prestations dans tous les domaines cités précédemment :

  • Mesure de l’efficacité de matériaux poreux vis-à-vis de CH3I radioactif, et mesures à façon de développement
  • Mesure de l’efficacité de filtres THE, de clapets coupe-feu, de caissons de filtration, … Mesure à façon de développement
  • Étalonnage de générateur d’uranine
  • Essais de développement et prestations sur des équipements de protection individuelle contre la contamination radioactive ou chimique
  • Essais d’irradiation au cobalt-60 de matériaux et d’équipements et mesures à façon de développement

Consulter nos prestations

Partenariat et réseaux de recherche

Le LECEV collabore avec, notamment :

  • Association française d'études et de recherche sur les aérosols
  • Association française sur l’adsorption
  • CEA (Commissariat à l'Energie Atomique et aux énergies alternatives),
  • LRGP (Laboratoire Réactions et Génie des Procédés) – Nancy,
  • CORIA (COmplexe de Recherche Interprofessionnel en Aérothermochimie) – Saint Etienne du Rouvrat,
  • IMFT (Institut de Mécaniques des Fluides de Toulouse) – Toulouse,
  • CERTES (Centre d'Etude et de Recherche en Thermique, Environnement et Systèmes) – Créteil,
  • INRS (Institut National de Recherche et Sécurité),
  • ORANO,
  • CAMFIL
  • CARBIO12
  • NUVIA
  • EDF
  • DGT
  • ONET Technologies,
  • ANDRA (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs),
  • Ecole des Mines de St Etienne,
  • Université de Lille, Université de Lorraine, Université de Montpellier
  • IMT/atlantique
  • SYRTA
  • Honeywell

Le LECEV collabore également avec les autres laboratoires de l'IRSN :

L'équipe

L'équipe de recherche

Karim Abbas, doctorant depuis mars 2022
Mathieu Barrault, technicien
Soleiman Bourrous, chercheur, docteur
Mouheb Chebbi, chercheur, docteur
Hanaa Houjeij, chercheure, docteure
Benoît Marcillaud, technicien
George Matta, post-doctorant basé à PSE-ENV, depuis le 01 octobre 2023
Victor Mocho, chercheur, docteur
Céline Monsanglant-Louvet, responsable du laboratoire, docteure
Amandine Nuboer, technicienne
Clément Piffeteau, alternant ingénieur depuis septembre 2023
Stéphane Poirier, technicien
Audrey Roynette, technicienne
Robin Wahl, technicien

 

Post doctorants et visiteurs étrangers

  • A.TRABOULSI : Etude de la production d'hydrogène par corrosion anaérobie des aciers sous irradiation gamma (en collaboration avec PSE-ENV/SEDRE et CEA), 2016
  • M. CHEBBI : Etude expérimentale de l’adsorption en réacteur fermé de l’iodure de méthyle par les charbons actifs dans le contexte de l’industrie nucléaire, (En collaboration avec IMT/Atlantique (Projet MiRE), 2018
  • C. LE GALL : Etude expérimentale de la rétention de l’iodure de méthyle par une sélection d’adsorbants poreux dans des conditions représentatives d’un accident nucléaire grave 2020. En collaboration avec PSN-RES/SEREX/L2EC (Projet extension MiRE), 2020
  • H.HOUJEIJ : Etude de la rétention de l’iodure de méthyle par divers adsorbants poreux dans le contexte d’un grave accident nucléaire (Projet extension Mire), 2021
  • A. LECOANET : Formation de structures dendritiques de particules sur une surface poreuse inclinée (application à la réorganisation du dépôt dans un filtre plissé) (Programme LIMA), 2021
  • G. MATTA : Etude des phénomènes radiolytiques des bitumes et enrobés bitumés (en collaboration avec /PSE-ENV/SPDR/USDR et IES de Montpellier - PROJET MITI ARISE), 2024 (en cours)

 

Plus d'informations

  • Coordonnées

    IRSN/PSN-RES/SCA
    LECEV
    BP68
    91191 Gif-sur-Yvette Cedex
    Tél. : +33 (0)1 69 08 29  13