LMA - Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique

L. D’Hondt - Caractérisation acoustique d’un nuage de microbulles en sodium liquide (7 novembre 2018)

AMPHITHÉÂTRE FRANÇOIS CANAC

Le 7 novembre 2018 à 14h30

La présence de bulles de gaz dans un liquide – même en faible quantité – modifie profondément ses propriétés acoustiques (célérité et atténuation en particulier). Malgré les très nombreux travaux menés depuis un siècle, il reste aujourd’hui difficile de mesurer finement le taux de vide et l’histogramme des rayons d’un nuage de microbulles.

Encadrement

  • Directeur : Cédric PAYAN

Jury

  • Directeur de thèse : Cédric PAYAN, AMU / LMA
  • Rapporteur : Olivier BOU MATAR, UNIVERSITE DE LILLE / Institut d’électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN)
  • Rapporteur : Valentin LEROY, CNRS / Université Paris Diderot, Laboratoire Matière et Systèmes Complexes
  • Examinateur : François COULOUVRAT, CNRS / Institut Jean Le Rond d’Alembert
  • Examinateur : Paul A. JONHSON, Los Alamos Nat. lab
  • Examinateur : Emilie FRANCESCHINI, CNRS / AMU, LMA

Résumé

La France a fait le choix de se focaliser sur les réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium liquide dans le cadre de son implication dans le forum international GEN IV. Un prototype, ASTRID, est en cours de développement. Ce prototype doit faire la démonstration de l’amélioration de sa sureté et de la surveillance en fonctionnement. Ceci passe, entre autre, par la caractérisation de l’engazement du sodium du circuit primaire. En effet, du fait de la présence d’Argon en tant que gaz de couverture, un nuage de bulle existe de façon normale et continue dans le circuit primaire. Du fait de l’opacité du sodium liquide, des méthodes de contrôle ultrasonore sont privilégiées pour les inspections en opération. Or, la présence de bulles affecte grandement les propriétés acoustiques du milieu. De plus, la présence de bulles impacte aussi les échanges thermiques et neutroniques au sein du cœur, ainsi que les phénomène d’ébullition et de cavitation. La caractérisation de ce nuage répond donc à ces problématiques de contrôlabilité et permet aussi la validation de codes de calculs d’évolution de l’engazement tel que VIBUL. Un travail bibliographique s’est attaché à déterminer les méthodes de caractérisation les plus adaptés pour répondre à ces problématiques. Les forces et les faiblesses de chaque méthode ont été étudiées. Les méthodes d’inversions de mesures spectroscopiques d’atténuation et de célérité semblent particulièrement adaptées. Afin de limiter au maximum la connaissance a priori du nuage de bulles, une méthode de détermination de la gamme des rayons a été mise au point. Cette méthode a montré sa capacité à caractériser des nuages dont les taux de vides sont compris entre 10^-6 et 10^-4. Ensuite, afin de permettre la caractérisation de nuages dont les taux de vides sont inférieurs à 10-6, la possibilité d’inverser des mesures spectroscopiques du coefficient de non linéarité a été étudié et démontré. Les résultats obtenus offrent de nombreuse perspectives quant à leurs applications industrielles.

Voir en ligne : la page personnelle du doctorant

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