LMA - Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique

[Jeunes Chercheurs] C. Esnoul (MS) & V. Iurasov (Sons)

Amphithéâtre François Canac, LMA

Le 4 octobre 2016 de 10h30 à 12h00

Coralie Esnoul, Doctorante, LMA

Volodymyr Iurasov, Doctorant, LMA

Coralie Esnoul - Étude du comportement à rupture de la zone HBS du combustible UO2 des Réacteurs à Eau Pressurisée (REP), par une approche micromécanique, en condition accidentelle : APRP

Under Loss Of Coolant Accident (LOCA) conditions, the temperature evolution within the fuel pellets combined with a reduction of the cladding confinement can lead to fuel fragmentation. This phenomenon provides additional fission gas release, inducing a higher rod internal pressure and possibly an additional driving force to disperse the smallest fuel fragments out of the cladding when the cladding balloons and bursts. Experiments show that the pellets are fractured in many fragments, with size ranges varying from a few millimetres to a few microns. Usually the hypothesis used to explain fuel pellet fragmentation during transient, is grain cleavage induced by over pressurized fission gas bubbles, located at the grain boundary. This work focuses on the pellet rim, where bubbles density increases owing to a higher irradiation level. This area, called “High Burn-up Structure” (HBS), has a specific behaviour due to a microstructure reorganization composed of small grains about 100 nm compared to 10 μm for initial UO2 fuel.

The aim of this study is to define a macroscopic fragmentation model based on a micro mechanical approach to have a better understanding of the fuel mechanical behaviour at lower scale : size and volume fraction of fragments. This paper introduces a stepwise micromechanical method : firstly, we detail how to model the HBS microstructure including pressurized porosities, based on experimental or numerical data and define a Representative Volume Element (RVE). Then we use 3D full field computations in order to determine crack snapshot. Elastic computations are performed to find the bubbles pressure level which is required to reach the cracks initiation threshold. Then nonlinear computations, using a failure local behaviour law, are conducted to identify the failure snapshots. The latters will be used as an input data of the homogenization (“macroscopic”) model, established and described in this work.

Voir en ligne : Page personnelle de Coralie Esnoul

Volodymyr Iurasov - Contrôle passif avec un NES fortement non linéaire

Le but de notre recherche est l’application de l’idée du pompage énergétique à la vibroacoustique. On cherche ici à limiter, au moyen d’un absorbeur dynamique fortement non linéaire ("nonlinear energy sink" ou "NES"), la vibration et le champ acoustique rayonné par une plaque mince sous excitation acoustique.

Afin de contrôler les faibles niveaux vibratoires mis en jeu, on a introduit un nouveau type de NES. Sa non linéarité, qui se traduit par un effet d’amollissement à faible niveau d’excitation, permet de considérablement abaisser le seuil de déclenchement du pompage énergétique. À plus fort niveau d’excitation, on peut observer un régime chaotique de l’absorbeur qui conduit à une nouvelle catégorie de pompage énergétique. Nous rappellerons les premiers résultats des expériences qui ont montré l’efficacité du nouveau NES. Nous nous concentrerons sur la présentation des résultats de la modélisation analytique et numérique de la dynamique du NES seul et couplé au système vibroacoustique composé de la plaque vibrante et du (ou des) NES.

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