Dans le contexte de la transition énergétique et du mix décarboné, la maîtrise de la performance et de la sûreté des réacteurs nucléaires du parc est un impératif ouvrant encore des voies de recherche et développement à forte valeur ajoutée. Ceci est notamment vrai pour l’optimisation des éléments combustibles.
En effet, au cours de son séjour dans le cœur d’un réacteur de puissance, l’assemblage de combustible est soumis à des contraintes mécaniques, thermiques et hydrauliques. Il subit une évolution de sa géométrie, notamment un allongement et une déformation latérale, en raison du phénomène de fluage lié conjointement à l’irradiation et à l’écoulement d’eau dans le cœur. Avec l’accroissement des temps de séjour des assemblages combustibles dans les réacteurs et du fait des conditions de plus en plus sollicitantes, le besoin de compréhension du phénomène est nécessaire pour améliorer la robustesse de la conception. Il s’agit en particulier d’un problème d’interaction fluide-structure où l’écoulement joue un rôle dans le comportement du fluage de la structure et où la déformation de la structure modifie l’écoulement.
Une précédente étude a permis de mettre en œuvre un dispositif expérimental pour obtenir un fluage rapide sur des maquettes d’assemblages de combustible à échelle réduite. Ces essais ont pu mettre en évidence un effet important des conditions d’entrée du fluide sur le comportement sous fluage des assemblages. L’objectif du travail de thèse proposé est alors d’analyser les résultats expérimentaux à l’aide d’outils de simulations afin de comprendre et de quantifier la phénoménologie du couplage en interaction fluide structure sous fluage. Cette analyse pourra mener à la réalisation d’essais supplémentaires. Un autre aspect important sera la transposabilité des résultats aux conditions réelles.
La thèse se déroulera à l’institut IRESNE du centre de Cadarache, en collaboration avec l’industriel Framatome, apportant sa vision opérationnelle dans le suivi et l’orientation des travaux de recherche. Le travail proposé ouvre de ce fait des perspectives solides à l’issue de la thèse aussi bien dans les centres de recherche qu’en environnement industriel.