Encadrement

• Co-encadrants : Joseph Moysan et Marie-Aude Ploix (LMA) et Jean-Philippe Jeannot (CEA)
• Organisme rémunérant : CEA (Cadarache)

Jury

• Philippe BLANC-BENON, Directeur de Recherche, LMFA, Ecole Centrale de Lyon, examinateur
• Gilles CORNELOUP, Professeur des Universités, Aix Marseille Université, examinateur
• Hervé FRANKLIN, Professeur des Universités, Université du Havre, Rapporteur
• Jean-Philippe JEANNOT, Ingénieur de Recherche, CEA Cadarache, Encadrant CEA, invité
• Dimitri KOMATITSCH, Directeur de Recherche CNRS, LMA, examinateur
• Joseph MOYSAN, Professeur des Universités, Aix-Marseille Université - LMA, Directeur de thèse
• Marie-Aude PLOIX, Ingénieur de Recherche, Aix-Marseille Université - LMA, Co-directrice de thèse, invitée
• Catherine POTEL, Professeur des Universités, Université du Maine, Rapporteur

Résumé

Dans le cadre des recherches menées sur les réacteurs nucléaires à neutrons rapides à caloporteur sodium (Sodium cooled Fast Reactor), le CEA souhaite développer une instrumentation innovante et spécifique à ces réacteurs. Le travail présenté concerne la mesure de la température du sodium à la sortie des têtes des assemblages du cœur du réacteur par une méthode de thermométrie ultrasonore.

Cette instrumentation implique la propagation d’ondes ultrasonores dans du sodium liquide, thermiquement inhomogène et turbulent. L’étude porte sur l’influence de ces conditions thermo-hydrauliques sur la propagation des ultrasons. Le milieu provoque des déviations du faisceau acoustique qu’il faut pouvoir prévoir et quantifier pour envisager d’employer les ultrasons comme moyen de mesure dans un cœur de réacteur SFR. Afin de déterminer l’amplitude de ces influences, un code permettant de simuler la propagation de rayons ultrasonores dans ce milieu particulier a été implémenté. Ce code, nommé AcRaLiS (Acoustic Ray in Liquid Sodium), prévoit les déviations et l’évolution de l’intensité du faisceau.

Dans un premier temps une étude thermo-hydraulique précise du milieu a été menée afin de proposer une description adaptée du milieu et de choisir un modèle de propagation adéquat. Puis une implémentation a été réalisée afin de permettre la simulation rapide de la propagation d’ondes à haute fréquence (plusieurs MHz) dans ce milieu. Enfin des expérimentations ont été menées sur deux bancs expérimentaux développés pour cette thèse pour déterminer la validité du code AcRaLiS vis-à-vis des différents paramètres thermo-hydrauliques. Les conclusions et les perspectives sont présentées en élargissant à d’autres domaines d’application.