Validation des modèles de rétention de la pollution particulaire dans les équipements de réseau de ventilation
Laboratoire d'accueil : Laboratoire d'études et de modélisation en aérodispersion et confinement (Lemac)
Date de début de thèse : octobre 2018
Nom du doctorant : Delphine COSTA
Descriptif du sujet
La sûreté nucléaire repose en partie sur la maîtrise des transferts de contamination dans les installations et sur la maîtrise des rejets à l’environnement. Afin d’améliorer l’estimation du terme source à l’environnement, il est essentiel de pouvoir quantifier les dépôts de contamination particulaire au sein des gaines et des équipements des réseaux de ventilation. Pour cela, un banc d’essai à échelle 1, appelé DIESE (Dépôt dans les Installations, les Equipements et les Sondes d’Echantillonnage), a été mis en place à l’IRSN.
La première phase de la thèse consiste à définir les essais en choisissant notamment les singularités à étudier et la métrologie. Peu d’études traitent, en effet, du dépôt d’aérosols dans les singularités comme les coudes, les réductions et les registres. De plus, les débits d’écoulement étudié sont importants et impliquent que les concentrations injectées en aérosol soient élevées ou que la mesure de dépôt soit très sensible : l’instrumentation choisie conditionnera la taille et la nature des particules qui seront injectées dans DIESE, donc le système d’injection. Les différentes techniques de mesure de dépôt sont étudiées et se répartissent entre les mesures de concentration (fluorimétrie, techniques optiques) et les mesures de masse directes (pesée) ou indirectes (capteur résistif par exemple). Un des outils les plus facilement mis en oeuvre a déjà été utilisé à l’IRSN et repose sur le phénomène d’extinction de la lumière sur une cellule photovoltaïque. La tension produite par la cellule diminue en fonction de la masse déposée sur sa surface. Des essais préliminaires sur la technique choisie sont prévus dans des conditions maîtrisées pour une phase de mise au point avant son implantation dans DIESE.
La seconde phase de la thèse comprendra des expériences sur le dépôt dans DIESE et des calculs CFD. Les résultats obtenus seront comparés pour valider les modèles de dépôt d’aérosols à l’échelle industrielle, ces modèles étant généralement validés à plus petite échelle. Des calculs CFD supplémentaires seront réalisés pour la troisième phase sur des singularités similaires à celles étudiées dans la seconde phase, mais dont on fera varier certains paramètres géométriques (angle d’un coude par exemple). Ceci permettra d’obtenir des abaques de dépôt dans un type de singularité. Ils pourront être, à terme, utilisés dans SYLVIA, logiciel 0D permettant d’étudier le comportement des réseaux de ventilation en situation normale, dégradée ou accidentelle.