Instrumentation acoustique en milieu extrême
Tiret rouge

Développement d’instrumentation acoustique innovante.​​​​​​​​

Cartographie d’épaisseur de la lame mince de combustible et son profil en épaisseur - carré © IRESNE/CEA

Le LISM (Laboratoire d’instrumentation, systèmes et méthodes) développe des instrumentations acoustiques applicables en milieu extrême (forte température, pression, irradiation).
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Parmi les technologies développées, nous retrouvons :

  • Le capteur TUSHT (Transducteur Ultrasonore Haute Température), a été développé en 1970 et est basé sur un cristal de niobate de lithium. C’est une instrumentation dite « in core » utilisable en conditions extrêmes : Température de 600°C, sous un flux de neutrons rapides et sous pression (150 Bars pour REP).
    Ce capteur permet de visualiser à travers des milieux opaques et extrêmes (haute température, environnement chimique). Ses applications sont diverses puisqu’il peut être utilisé en CND, télémétrie, imagerie, débimétrie, ou encore engazement. Des travaux de recherche visant à améliorer ses performances acoustiques sont encore en cours au sein du LISM.

  • Le capteur TUMBT/TUMHT (Transducteur Ultrasonore Multiélément Basse et Haute Température), développé en partenariat avec les laboratoires de recherche FEMTO-ST et IES, est un transducteur multi éléments acoustique permettant de faire de l’imagerie en sodium liquide opaque.
    Ce capteur se base sur un cristal de niobate de lithium piézoélectrique et est considéré comme une version améliorée du TUSHT.
    Cette instrumentation permet une surveillance en régime continu ou bien des contrôles périodiques de réacteur à l’arrêt.

  • La méthode PIVUS est un projet de start-up issu d’un programme R&D de mesure acoustique de champs de vitesses, soutenu par le CEA depuis 2019. La technologie développée s’appuie sur une méthode de vélocimétrie acoustique permettant de mesurer et de reconstruire avec précision les champs de vitesses d’écoulement en 2D des fluides ; une méthode qui s’apparente à la PIV optique (Vélocimétrie par images de particules).
    Parmi ses applications, les principales sont les suivantes :
    - Visualisation et reconstruction de champs de vitesse
    - Mesure de débit ou génération de données dans le but de valider et/ou affiner des modèles CFD (Dynamique des fluides numérique).

  • Le capteur de gaz à relâchement de fission développé en partenariat avec l’IES (Institut d’électronique et des systèmes) est un capteur ultrasonore pour l’extension des mesures acoustiques aux hautes températures dans les réacteurs expérimentaux.
    Cette instrumentation acoustique a notamment été développée pour le RJH (Réacteur expérimental Jules Horowitz).
    A savoir que celui-ci a pour objectif de produire des conditions de rayonnements et de thermodynamiques pour étudier le comportement des matériaux et des combustibles in situ, ainsi que pour qualifier, tester et valider des instrumentations pour la mesure de la pression, température et composition gazeuse.

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