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Le code de calcul Icare-Cathare

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Simulation détaillée des accidents graves
 
Le système Icare/Cathare est développé par l’IRSN pour l'analyse de la sûreté des réacteurs à eau légère (REP1, VVER2, EPR3…) et pour les EPS (études probabilistes de sûreté) niveau 2.

Il résulte d'un couplage entre le logiciel mécaniste de dégradation du coeur Icare2, développé par l’IRSN, et le logiciel thermohydraulique Cathare2, développé par le CEA, l’IRSN, EDF ET Areva. Il constitue un outil de synthèse de l'ensemble des connaissances phénoménologiques sur la dégradation du coeur.


Icare/Cathare permet :

  • l'évaluation des conséquences d'un accident grave pour le circuit primaire d'un REP (de l'événement initiateur de la séquence jusqu'à la rupture de la cuve)
  • l'interprétation des programmes expérimentaux sur les accidents de fusion de coeur de l'IRSN et de ses partenaires français ou internationaux.

 

1 - Réacteur à Eau sous Pression
2 - Réacteur à Eau sous Pression des pays de l’Est
3 - European Pressurized Reactor


 
Modèles
Icare/Cathare est composé d’un ensemble de modules, traitant chacun un phénomène spécifique : thermohydraulique, thermique, mécanique, chimie, produits de fission, mouvements de matériaux, lits de débris, bains fondus. La version V1 est utilisée pour les EPS2 de l’IRSN appliquées aux réacteurs de 900MWe. La version V2, en cours de développement avec une thermohydraulique 3D, simule l’ensemble des phénomènes physiques jusqu’à la rupture de la cuve.

Le logiciel est conçu pour permettre une implantation facile de nouveaux modèles et réaliser des calculs tant pour des programmes expérimentaux que pour des réacteurs.
 
Validation

La validation réalisée en partenariat avec une dizaine d’organismes étrangers porte sur :

  • une centaine d’essais à effets séparés (chimie, mécanique, renoyage…),
  • une trentaine d’essais intégraux de dégradation, permettant de valider les modèles de dégradation du coeur et des structures (Phébus, Maestro, PBF, Quench,…) et le couplage avec le circuit primaire (Loft),
  • des calculs de séquences réacteurs, dont une analyse détaillée de l’accident de TMI-2, afin de consolider le logiciel en vue des applications réacteurs.


Les modèles de thermohydraulique bénéficient pour la plupart, de la validation du logiciel Cathare.


 
Développements et perspectives

Le développement s’effectue dans un environnement scientifique de haut niveau : recherche de base (thèses, post-doctorats), relations privilégiées avec des universités et des organismes de recherche français (CEA, IMFT/Toulouse…) ou étrangers (Instituts Kurchatov et IBRAE de Moscou, ENEA en Italie…), participation à de nombreux projets européens des PCRDT* et internationaux (Masca de l’OCDE). Des séminaires internationaux du club des utilisateurs se tiennent régulièrement, ils rassemblent en moyenne une cinquantaine d’utilisateurs provenant d’une quinzaine de pays.

Les efforts actuels de modélisation portent sur le renoyage d’un coeur sévèrement dégradé. Le champ d’application du logiciel peut être étendu à d’autres types de réacteurs (RBMK, réacteurs à gaz…). A terme, le logiciel Icare/Cathare sera remplacé par le logiciel Astec/Cathare, ce futur couplage ayant déjà été amorcé par la récente intégration du logiciel Icare2 dans le système de logiciels Astec.


* Programmes cadres de recherche et de développement technologique de la Commission européenne

REP-900-calcul-ICARE-CATHARE-V-Sequence-accidentelle-EPS-2-breches-induites.

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