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Application de codes multidimentionnels à la caractérisation des transferts de contamination dans un local ventilé d'une installation nucléaire.


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Laurent Ricciardi, 8 ème forum CONTAMINEXPERT, 11-13/03/2003, Paris.

Type de document > *Congrès/colloque

Mots clés > ventilation et filtration, contamination

Unité de recherche > IRSN/DSU/SERAC/LECEV

Auteurs > RICCIARDI Laurent

Date de publication > 11/03/2003

Résumé

La prévention des risques radiologiques dans un local ventilé d'une installation nucléaire est un des thèmes d'étude de l'Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire. Elle passe essentiellement par la caractérisation des écoulements d'air à l'intérieur du local et des transferts de contamination en situation accidentelle. Pour cela, la démarche la plus couramment adoptée consiste en la réalisation in situ d'essais de traçage gazeux ou particulaire. D'autres approches sont également menées à l'IRSN sous un angle numérique. Ainsi, l'approche systémique vise à caractériser de manière globale les écoulements d'air sous la forme d'un assemblage de modèles d'écoulements élémentaires. Une autre approche repose sur la résolution des équations de Navier-Stokes en tout point du domaine à l'aide de codes de calcul de type volumes finis. C'est cette approche que l'on se propose d'utiliser sur une installation existante à échelle 1 (local ventilé renfermant un réacteur expérimental) dans laquelle l'IRSN a effectué des essais de traçage à l'hélium. L'objectif de cette communication est de montrer les potentialités mais aussi les limites de l'utilisation de codes multidimensionnels dans l'évaluation des transferts de contamination dans un local ventilé. Trois codes de calcul de mécanique des fluides sont utilisés pour ces simulations : le code "généraliste" CFX sous ses versions 4 et 5, et le code "métier" FLOVENT, plus particulièrement dédié à la simulation des écoulements d'air dans les bâtiments. La comparaison entre calcul et expérience porte sur deux types de résultats expérimentaux : - la répartition dans le local de la concentration d'hélium à l'équilibre, suite à l'émission continue du traceur à proximité du réacteur, - les courbes de Distribution des Temps de Séjour (DTS) locales, représentant l'évolution temporelle de la concentration d'hélium en différents points du local, suite à l'injection impulsionnelle du traceur dans la gaine de soufflage. Des difficultés de convergence, plus ou moins importantes selon les codes, sont mises en évidence. Ces difficultés semblent liées à des instabilités du champ de vitesse, dues probablement au grand nombre et à la position des bouches de soufflage. Par ailleurs, la comparaison des résultats de calcul à l'expérience montre que : - les ordres de grandeur de concentration à l'équilibre sont bien retrouvés ; toutefois les valeurs diffèrent selon les codes et/ou le maillage, - l'allure des courbes de DTS (pic de concentration, pente de la décroissance) est également bien retrouvée, à l'exception de la dissymétrie mise en évidence expérimentalement entre les extractions gauche et droite.