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Le code CATHARE2

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[Code avancé de thermohydraulique pour les accidents de réacteurs à eau, version 2]
CATHARE (Code avancé de thermohydraulique pour les accidents de réacteurs à eau) est un code système de thermohydraulique diphasique développé depuis 1979 au CEA-Grenoble dans le cadre d'un accord réunissant le CEA, EDF, AREVA et l'IRSN.

Le code en est aujourd’hui à la 2ème version majeure et est utilisée notamment pour les analyses de sûreté des réacteurs à eau sous pression, la vérification de procédures de conduite post-accidentelles et pour de la recherche et développement.

 

 

Modèle

 

Le code CATHARE2 dispose d’une structure modulaire en plusieurs dimensions : 0D, 1D ou 3D. Il permet de représenter tout type de réacteurs (réacteurs à eau sous pression (REP), RBMK, VVER...), diverses boucles systèmes (par exemple BETHSY ou LOFT) et de nombreuses expériences analytiques (CANON, ECTHOR, MARVIKEN, PERICLES…). Il contient aussi un module capable de simuler le comportement d'une enceinte d'un réacteur nucléaire en cas d'une brèche dans le circuit primaire ou secondaire.
Ce code est basé sur un modèle à 2 phases avec 6 équations (équations de conservation de masse, d'énergie et de quantité de mouvement pour chacune des phases). La méthode numérique dans le code est implicite en 0D et 1D, et semi-implicite en 3D. Cette méthode robuste et efficace permet d'obtenir un bon compromis entre précision et coût du calcul.
La validation des versions successives du code repose sur deux étapes : une qualification sur des expériences à effet séparé (CANON, ECTHOR, MARVIKEN, PERICLES…) puis une vérification du comportement global du code sur des expériences systèmes (notamment BETHSY, LOFT).

 

 

Applications

 

CATHARE2 est capable de simuler les phénomènes physiques qui interviennent en cas de perte de réfrigérant primaire (APRP grosse et petite brèches), de rupture de tubes de générateur de vapeur (RTGV), de perte d'eau alimentaire (RTE), de perte du refroidissement du réacteur (RRA), de rupture de tuyauterie vapeur (RTV). Pour l'étude des transitoires entraînant une dégradation sévère du coeur du réacteur (accident grave), le code CATHARE2 a été couplé au code ICARE. Le code CATHARE a aussi été intégré dans le simulateur SOFIA (Simulateur d’Observation du Fonctionnement Incidentel et Accidentel) de l’IRSN, pour les réacteurs du parc EDF, qui permet notamment la formation des experts, la préparation des exercices de crise ainsi que la réalisation d'études en support à l'expertise.

 

 

Evolutions

 
La version 3 du code est en préparation dans le cadre d’un projet plus vaste : la plate-forme NEPTUNE (qui s’insère lui-même dans la plate-forme générique P@L/SALOME). Co-financé par EDF, le CEA, l’IRSN et AREVA-NP, NEPTUNE a pour principal objectif de développer à l’horizon 2010-2015 la nouvelle génération d'outils de simulation en thermohydraulique nucléaire diphasique (eau liquide/vapeur), capables de fonctionner aux différentes échelles (échelle locale, échelle du composant et échelle du système) de la 3D locale moyennée jusqu’à la 0D macroscopique. Le périmètre de NEPTUNE prévoit des fonctionnalités monophasiques pour assurer un passage continu vers le diphasique, mais ne comprend pas la simulation des grandes échelles (LES) ou la simulation numérique directe (DNS). La plate-forme NEPTUNE doit permettre à terme de coupler les différentes échelles entre elles, en particulier pour réaliser des zooms sur les zones les plus critiques.
Une-copie-d-ecran-de-l-interface-pre-post-traitement-GUITHARE-du-code-CATHARE-2.

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