Maxime Salvo - Étude expérimentale et modélisation du comportement mécanique du combustible UO2 en compression à haute température et forte vitesse de sollicitation.
L’objectif de ce travail est de caractériser et de modéliser le comportement mécanique des oxydes d’uranium (UO2) en situation d’accident d’injection de réactivité (Reactivity Initiated Accident ou RIA). Les sollicitations vues par le combustible durant un RIA sont caractérisées par de fortes vitesses de déformation (jusqu’à 1 /s) et de fortes températures (1000°C – 2500°C). Deux lots de pastilles d’UO2 (de type industriel et à forte densité) ont donc fait l’objet d’une campagne d’essais de compression à vitesses de déplacements imposées (0,1 - 100 mm/min auxquelles correspondent des vitesses de déformations de 10-4 - 10-1 /s) et à températures régulées (1100°C – 1350°C – 1550°C et 1700°C). Les résultats expérimentaux obtenus (évolution de la géométrie, de la contrainte d’écoulement et de la microstructure) ont permis de définir un modèle de fluage en sinus hyperbolique ainsi qu’un critère de Drucker-Prager avec plasticité associée, modélisant la fragmentation des joints de grain à l’échelle macroscopique. Des simulations Éléments Finis de ces essais et de plus de 200 essais de fluage ont servi à valider la réponse du modèle sur une grande gamme de températures (1100°C – 1700°C) et de vitesses de déformation (10-9 /s - 10-1 /s). Enfin, une loi de comportement dite L3F (Loi Fluage Fissuration Fracturation des joints de grain) a été développée pour l’UO2 en ajoutant, au modèle précédent, le fluage d’irradiation et la fissuration macroscopique en traction. Cette loi a alors été utilisée dans le code crayon combustible ALCYONE-RIA pour simuler, à l’aide d’une modélisation 1,5D, les essais REP-Na effectués dans le réacteur expérimental CABRI. Les résultats de simulation sont en bon accord avec les observations post-essais.
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Gaultier Real - Décohérence des Signaux Acoustiques en Milieu Marin Fluctuant
Les travaux présentés s’articulent autour de l’étude de l’influence des fluctuations du milieu marin sur la propagation acoustique. Les ondes internes, notamment, sont responsables des fluctuations spatio-temporelles du profil de célérité du son dans l’eau et entrainent des distorsions du champ acoustique et des dégradations des performances des systèmes sonar associés.
Le but principal de cette étude est de développer un protocole expérimental à échelle réduite permettant d’obtenir des résultats représentatifs de situations réalistes. Ainsi, une onde ultrasonore est transmise au travers de lentilles acoustiques présentant une face d’entrée plane et une face de sortie aléatoirement rugueuse, engendrant des distorsions comparables à ce qui pourrait être mesuré en mer dans le cas d’une onde sonore se propageant au travers d’un champ d’ondes internes. Les lentilles sont fabriquées au laboratoire (impression 3D puis moulage dans un matériau adéquat afin d’obtenir une correspondance précise entre les profils aléatoires générés numériquement et utilisés en simulation avec les mesures en cuve). Chaque lentille est caractérisée par l’amplitude et les échelles de corrélation des fluctuations de la face rugueuse, donnant lieu à une classification en différents régimes de fluctuation (théorie de S.M. Flatté).
Une correspondance entre ces régimes de fluctuation observés en cuve et configuration en milieu réel est proposée à l’aide, notamment, du calcul du noyau de sensibilité de la phase du champ acoustique propagé au travers de la lentille choisie.
Le calcul de la fonction de cohérence le long d’une antenne verticale linéaire permet de mesurer la dégradation induite par les fluctuations. Divers algorithmes de détection/localisation sont testés et les dégradations de leurs performances sont étudiées, ce qui renforce l’idée que des traitements correctifs adaptés à la physique sont nécessaires. Des pistes de réflexion sur ces traitements sont proposées.
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