Description du sujet de thèse
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Couplage DEM-LBM pour la simulation de l'éjection de milieux granulaires immergés dans un fluide Compressible sous Hauts Gradients de Pression
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Dans les réacteurs à eau sous pression (REP), le combustible est formé de pastilles d'oxyde d'uranium (UO2) empilées dans des gaines métalliques. Lors d'un scénario d'accident de perte de réfrigérant primaire (APRP), la montée rapide de température peut provoquer la déformation et parfois la rupture de ces gaines. Ce phénomène entraîne potentiellement l'éjection de fragments de combustible dans le circuit primaire. L'ensemble de ces mécanismes est appelé FFRD (Fuel Fragmentation, Relocation and Dispersal). La gaine étant la première barrière de sûreté, il est essentiel d'évaluer la quantité de combustible dispersée. Des études expérimentales ont montré que la taille, la forme des fragments, la forme de la brèche et la pression interne influencent fortement l'éjection. Cependant, la rapidité de la première phase de dépressurisation rend les mesures directes difficiles. Les approches numériques, notamment via le couplage fluide-grains (LBM-DEM), offrent une alternative prometteuse. L'Institut IRESNE du CEA Cadarache, à travers la plateforme PLEIADES, développe ces outils pour modéliser le comportement des fragments. Toutefois, la compressibilité du gaz reste à intégrer pour reproduire fidèlement la dépressurisation initiale. Dans ce cadre, le laboratoire de Mécanique, modélisation et Procédés propre M2P2 (CNRS), spécialiste de la modélisation des écoulements compressibles avec la méthode LBM et développeur du logiciel ProLB, apporte son expertise pour intégrer cet effet. La thèse vise donc à concevoir et améliorer un modèle compressible dans le couplage LBM-DEM, à mener une étude paramétrique, et à développer un démonstrateur HPC en 3D capable d'exploiter les supercalculateurs modernes.
Cette thèse CEA sera menée en étroite collaboration entre le Département d'Etudes des Combustibles (DEC) de l'institut IRESNE du CEA de Cadarache et le Laboratoire M2P2 (CNRS). Vous serez localisé majoritairement au M2P2 mais ferez des séjours réguliers au CEA au sein du Laboratoire de simulation des combustibles duquel vous dépendrez. Les approches développées dans cette thèse garantissent un haut niveau scientifique avec de nombreuses applications industrielles potentielles dans et hors domaine nucléaire.
Université / école doctorale
Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (SIMPMN)
Aix-Marseille Université
Localisation du sujet de thèse
Site
Cadarache
Critères candidat
Formation recommandée
master ou équivalent en math informatique ou physique informatique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
AMARSID Lhassan < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
CEA
DES/DEC/SESC/LDOP
Lhassan AMARSID
Ingénieur Chercheur
CEA/DES/IRESNE/DEC/SESC/LDOP - Bat 151
13108 Saint-Paul lez Durance
0442254496
Tuteur / Responsable de thèse
BOIVIN PIERRE < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
CNRS
M2P2 Marseille
Centrale Méditerranée Plot 6,
38 rue Joliot-Curie 13451 Marseille
06 49 09 40 38
En savoir plus
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Couplage DEM-LBM pour la simulation de l'éjection de milieux granulaires immergés dans un fluide Compressible sous Hauts Gradients de Pression
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Dans les réacteurs à eau sous pression (REP), le combustible est formé de pastilles d'oxyde d'uranium (UO2) empilées dans des gaines métalliques. Lors d'un scénario d'accident de perte de réfrigérant primaire (APRP), la montée rapide de température peut provoquer la déformation et parfois la rupture de ces gaines. Ce phénomène entraîne potentiellement l'éjection de fragments de combustible dans le circuit primaire. L'ensemble de ces mécanismes est appelé FFRD (Fuel Fragmentation, Relocation and Dispersal). La gaine étant la première barrière de sûreté, il est essentiel d'évaluer la quantité de combustible dispersée. Des études expérimentales ont montré que la taille, la forme des fragments, la forme de la brèche et la pression interne influencent fortement l'éjection. Cependant, la rapidité de la première phase de dépressurisation rend les mesures directes difficiles. Les approches numériques, notamment via le couplage fluide-grains (LBM-DEM), offrent une alternative prometteuse. L'Institut IRESNE du CEA Cadarache, à travers la plateforme PLEIADES, développe ces outils pour modéliser le comportement des fragments. Toutefois, la compressibilité du gaz reste à intégrer pour reproduire fidèlement la dépressurisation initiale. Dans ce cadre, le laboratoire de Mécanique, modélisation et Procédés propre M2P2 (CNRS), spécialiste de la modélisation des écoulements compressibles avec la méthode LBM et développeur du logiciel ProLB, apporte son expertise pour intégrer cet effet. La thèse vise donc à concevoir et améliorer un modèle compressible dans le couplage LBM-DEM, à mener une étude paramétrique, et à développer un démonstrateur HPC en 3D capable d'exploiter les supercalculateurs modernes.
Cette thèse CEA sera menée en étroite collaboration entre le Département d'Etudes des Combustibles (DEC) de l'institut IRESNE du CEA de Cadarache et le Laboratoire M2P2 (CNRS). Vous serez localisé majoritairement au M2P2 mais ferez des séjours réguliers au CEA au sein du Laboratoire de simulation des combustibles duquel vous dépendrez. Les approches développées dans cette thèse garantissent un haut niveau scientifique avec de nombreuses applications industrielles potentielles dans et hors domaine nucléaire.
Université / école doctorale
Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (SIMPMN)
Aix-Marseille Université
Localisation du sujet de thèse
Site
Cadarache
Critères candidat
Formation recommandée
master ou équivalent en math informatique ou physique informatique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
AMARSID Lhassan < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
CEA
DES/DEC/SESC/LDOP
Lhassan AMARSID
Ingénieur Chercheur
CEA/DES/IRESNE/DEC/SESC/LDOP - Bat 151
13108 Saint-Paul lez Durance
0442254496
Tuteur / Responsable de thèse
BOIVIN PIERRE < e-mail verwijderd om veiligheidsredenen >
CNRS
M2P2 Marseille
Centrale Méditerranée Plot 6,
38 rue Joliot-Curie 13451 Marseille
06 49 09 40 38
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