Dans le cadre du développement de nouveaux réacteurs nucléaires reposant sur une sécurité renforcée, des systèmes passifs sont à l'étude. Ces systèmes exploitent des phénomènes physiques tels que la circulation naturelle, la condensation ou l'ébullition pour assurer des fonctions de sécurité sans nécessiter d'actions humaines ou de dispositifs nécessitant une alimentation électrique. Le Safety Condenser (SACO) permet l'évacuation passive de la chaleur résiduelle des Générateurs de Vapeur (SG). Pour atteindre cet objectif, la vapeur produite dans le SG est dirigée à travers un échangeur de chaleur (HX) immergé dans un bassin d'eau. La vapeur est ensuite condensée, et le condensat retourne vers le SG par circulation naturelle, fournissant ainsi de l'eau d'alimentation.

 
CATHARE, développé par le CEA, EDF, Framatome et l'ASNR, est le code de thermohydraulique diphasique à échelle système de référence utilisé pour les évaluations de sûreté des Réacteurs à Eau Pressurisée (REP) en conditions normales ou accidentelles. Le modèle standard de condensation en film implémenté dans CATHARE a été validé pour des conditions de faible débit massique d'entrée, typiques des conditions du mode caloduc dans les REP. Cependant, dans les conditions du SACO, des vitesses de gaz beaucoup plus élevées sont prévues, affectant significativement la dynamique du film liquide et le régime de transfert de chaleur. La contrainte de cisaillement interfaciale exercée sur la surface du film par le gaz peut jouer un rôle significatif, modifiant la structure du film le long du tube et affectant ainsi le transfert de chaleur. En conséquence, une extension de la validation de CATHARE concernant la condensation en film pour les systèmes passifs est nécessaire.

 
Dans ce cadre, l'objectif de ce stage est double : premièrement, valider le modèle standard de CATHARE pour la condensation en film entraîné par cisaillement à l'aide des données expérimentales NASA Goodykoontz-Dorsch et PKL/SYSTHER ; deuxièmement, évaluer les avantages de l'intégration de nouveaux modèles de cisaillement interfaciale pour une description adéquate de l'hydrodynamique et du transfert de chaleur par condensation.

Ce stage s'adresse à des étudiant(e)s motivé(e)s, intéressé(e)s par la réalisation d'activités de R&D sur la mécanique des fluides diphasique et la simulation numérique. Au cours du stage, l'étudiant(e) fera partie d'un groupe de travail sur la thermohydraulique des systèmes passifs.

Des bases solides en mécanique des fluides et transfert de chaleur sont requises.

Les connaissances en écoulement diphasique, Python, C++ et environnement Linux sont les bienvenues.

Langues : anglais et/ou français