IRESNE

Nos recherches​

Les équipes de l’Institut de Recherche sur les Systèmes Nucléaires pour la production d’Energie bas carbone (IRESNE) apportent leur soutien aux équipes de la Direction des Applications Militaires (DAM).​​

La Direction des Applications Militaires (DAM) qui assurent la maitrise d’ouvrage des chaudières embarquées. Notre savoir-faire et nos compétences accumulées dans la recherche et le développement des réacteurs nucléaires civils s’appliquent aux besoins spécifiques des réacteurs embarqués.

Des codes de calcul pour la Propulsion Nucléaire

Dans l’objectif d’optimiser les chaufferies nucléaires actuelles et futures, nos chercheurs développent et valident des schémas de calcul en thermohydraulique et en neutronique.

Pour cela, le réacteur d’essai « RES » doté d’instrumentations « in core », nous permet de rassembler des données qui sont enregistrées en temps réel au cœur du réacteur, grâce à une vingtaine de points de mesure. Ces informations sont ensuite dépouillées, analysées, et utilisées pour valider et améliorer les précisions des schémas de calcul.​
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Caractérisation des combustibles

Une piscine d’entreposage a été construite à côté du réacteur d’essai. Elle dispose d’un banc de gammamétrie baptisé « BANGA ». Cet outil de mesure nous permet de connaitre le taux d’irradiation du combustible tout en conservant son intégrité. Ces examens nous donnent beaucoup d’indications sur ce qu’a subi le combustible au cours de sa vie et nous permettent de poursuivre notre démarche d’optimisation.

Mesures et analyses dosimétriques

Les mesures et les analyses dosimétriques nous permettent de déterminer la dose de rayonnements ionisants que le matériau a reçu suite à son exposition. Pour cela, nous utilisons notre plateforme expérimentale de mesures par spectrométrie γ et X nommée « MADERE ».

Outils numériques pour la modélisation des accidents graves

Les données rassemblées suite aux essais effectués dans le RES nous permettent de développer des outils numériques afin de modéliser les accidents graves. Ces modélisations nous permettent ainsi de développer des solutions préventives.

Optimisation des matériaux et composants

La sûreté au coeur de nospréoccupations.

L’IRESNE teste les performances des vannes conçues pour les chaudières embarquées. Pour cela nous utilisons notre plateforme de recherche thermohydraulique et hydromécanique eau/vapeur nommée POSEIDON.

Les données compilées suite aux essais effectués dans le RES nous donnent de précieux renseignements sur les conditions d’échange de chaleur entre les fluides et les composants de la chaufferie, afin de valider les codes de calculs de thermohydraulique système.

Études du cœur et des combustibles

Notre objectif : prédire le comportement du coeur et combustible

Les recherches menées permettent la qualification thermomécanique des combustibles et la validation des logiciels simulant le comportement du cœur et de son combustible. Tout cela afin d’améliorer les performances des chaufferies mais aussi de démontrer leur sûreté.

Nos équipes apportent leur soutien à la conception, la fabrication et la caractérisation du combustible.

 
Nous modélisons également les cœurs des réacteurs ainsi que le combustible afin de valider la tenue des critères de sûreté préalablement établis. Pour cela, les chercheurs de l’IRESNE utilisent les tests à effets séparés sur le comportement du combustible. Cette technique a pour objectif de valider les modèles physiques d’un outil de calcul scientifique dans des conditions où les phénomènes physiques dominants identifiés sont isolés.

Les codes de simulation du comportement du combustible sont par la suite validés.

 
Des études expérimentales en conditions accidentelles sont également réalisées grâce à notre plateforme POSEIDON, en particulier pour l’étude du refroidissement de la cuve et la gestion de l’accident « in-core ».

THEMIS, une boucle d’essais thermohydrauliques

La future boucle d’essais « THEMIS » (en cours de conception) est destinée à réaliser des essais de thermohydrauliques diphasique (eau/vapeur) dans des conditions de température et de pression élevées représentatives des cœurs embarqués. Cette boucle d’essai fait partie de notre plateforme expérimentale nommée « POSEIDON » dédiée à l’étude des caractéristiques mécaniques et hydrauliques de composants du cœur et des circuits en situation normales ou accidentelles.

Préparation d’irradiations dans le réacteur de recherche Jules Horowitz (RJH)

La tenue de la cuve.

Le réacteur de recherche Jules Horowitz (RJH), actuellement en construction sur le centre CEA de Cadarache, sera un outil de recherche unique au monde offrant des possibilités d’études sur l’irradiation des matériaux.

Pouvoir prédire le comportement des matériaux lorsqu’ils sont soumis à un bombardement neutronique (lorsqu’ils sont irradiés) est crucial pour la sûreté des réacteurs nucléaires. Ce bombardement va provoquer des cascades de déplacement des atomes constituant les matériaux des éléments du réacteur, entrainant ainsi une évolution de leurs propriétés. Nous pourrons ainsi étudier l’évolution de la résistance des matériaux constitutifs des cuves en acier (où sont installés les cœurs des réacteurs). Leur robustesse tout au long de la vie du réacteur est cruciale pour sa sûreté car cet élément n’est pas remplaçable.​​​​