Le réacteur expérimental PULSTAR est situé à l'Université d'État de Caroline du Nord (NCSU) aux États-Unis. Il s'agit d'un réacteur à eau légère de type piscine de 1 MW alimenté avec un combustible REP.
L'approche actuelle pour valider le couplage multi-physique au CEA est exclusivement basée sur des données expérimentales issues de l'exploitation du parc de réacteurs REP, ce qui est aujourd'hui considéré comme insuffisant pour valider le couplage de modèles multi-physiques avancés.
Dans ce contexte, un travail post-doctoral est proposé au CEA Cadarache, dans l'objectif de contribuer aux spécifications d'un nouveau programme expérimental dans le réacteur PULSTAR pour la validation de modèles multiphysiques couplés, dans le cadre d’une collaboration avec le DoE américain ; un co-encadrement sera assuré par l'équipe de NCSU. Le programme expérimental permettra d'étudier le couplage entre les paramètres des modèles en régime permanent, ainsi que les effets de contre-réactions de neutronique/thermohydraulique/physique du combustible lors des transitoires, à l'échelle du crayon et du sous-canal en eau. Les transitoires de dynamique variable sont induits par des rampes d'injection de réactivité, le réacteur fonctionnant en puissance. Une instrumentation adaptée pour accéder aux températures locales de la pastille et de la gaine devra être proposée. Les mesures ainsi collectées, dans des conditions expérimentales parfaitement maitrisées, constitueront des données de référence pour la validation des simulations multiphysiques.
Le travail consistera notamment à :
- développer un jumeau numérique du cœur du réacteur expérimental, à l'échelle du crayon, avec les outils de simulation du CEA;
- proposer et étudier des configurations d'intérêt par simulation, pour contribuer à la définition des expériences pour les états stationnaires et transitoires ;
- contribuer à la définition de l'instrumentation possible pour l'expérience, en fonction des incertitudes-cibles.