Cette thèse s'inscrit dans le cadre général de la tenue au séisme des cœurs de réacteurs nucléaires à eau pressurisée (REP). Afin d’étudier le couplage hydraulique entre assemblages combustibles en cœur, une installation expérimentale contenant 4 maquettes d’assemblages combustibles sous écoulement d’eau a été conçue, installée et exploitée au cours de la thèse. Les résultats sont traités avec une nouvelle méthode d’analyse de données adaptée à l’étude de systèmes non-linéaires complexes.
Encadrement
-* Directeur : [S. Bellizzi->auteur16]
-* Co-directeur : [B. Cochelin->auteur47]
-* Encadrant CEA : G. Ricciardi
-* Organisme rémunérant: Cofinancement CEA/AREVA/EDF
Jury
-* M. Pierre Argoul - Maître de conférence, HDR, ENPC, Paris - Rapporteur
-* M. Guilhem Michon - Ingénieur chercheur, HDR, ISAE, Toulouse - Rapporteur
-* M. Olivier Cadot - Professeur, ENSTA-Paris Tech, Paris - Examinateur
-* M. Christophe Eloy - Professeur, Ecole Centrale Marseille - Examinateur
-* M. Philippe Bardet - Assistant professeur, GWU, Washington DC - Examinateur
-* M. Guillaume Ricciardi - Ingénieur chercheur, CEA, Saint Paul-lez-Durance - Invité et encadrant CEA
-* M. Sergio Bellizzi - Directeur de recherche, LMA-CNRS, Marseille - Directeur de thèse
-* M. Bruno Cochelin - Professeur, Ecole Centrale Marseille - Co-directeur de thèse
Résumé
Cette thèse s'inscrit dans le cadre général de la tenue au séisme des cœurs de réacteurs nucléaires à eau pressurisée (REP). Plus précisément, l'objectif de cette thèse est l'étude expérimentale du couplage entre assemblages combustibles induit par un écoulement d'eau axial.
Les phases de conception, réalisation et mise en service d'une nouvelle installation appelée ICARE EXPERIMENTAL sont présentées. ICARE EXPERIMENTAL a été conçue pour observer simultanément les vibrations de quatre maquettes d'assemblages combustibles (2x2) confinées sous écoulement ascendant.
Une nouvelle méthode d'analyse de données combinant analyse temps-fréquence et décomposition sur modes propres orthogonaux (POD) est décrite. Cette méthode, appelée Sliding Window POD (SWPOD), permet l'analyse de signaux à plusieurs composantes dont la répartition spatiale de l'énergie et le contenu fréquentiel varient avec le temps. Dans le cas de systèmes mécaniques (linéaires et non-linéaires), le lien entre les modes propres orthogonaux obtenus par la SWPOD et les modes normaux (linéaires et non-linéaires) est étudié.
Les mesures obtenues avec l’installation ICARE EXPERIMENTAL sont analysées avec la SWPOD. Les premiers résultats mettent en évidence des mouvements caractéristiques des assemblages non excités, au passage de leurs résonances. Ce couplage entre assemblages combustibles, induit par le fluide, est reproduit par les simulations réalisées à l'aide du code de calcul COEUR3D. Ce code est basé sur une approche milieu poreux pour simuler un réseau d'assemblages combustibles sous écoulement.