Dans le cadre de l’apport du nucléaire dans le mix énergétique décarboné, la maîtrise de la sûreté du fonctionnement des réacteurs est un enjeu de première importance. Dans l’éventualité d’un évènement sismique, la sollicitation dynamique subie par un cœur de réacteur pourrait entrainer des chocs entre assemblages de combustible. La présence de l’écoulement en cœur a un effet significatif sur le comportement dynamique des assemblages. Des essais récents ont montré un effet supplémentaire de l'écoulement sur les forces d'impact entre structures, attribuable à un phénomène de lame fluide.

L'objectif de cette thèse, en 3 volets, est de comprendre et caractériser ce phénomène de lame fluide avec la spécificité de la géométrie d'un assemblage de combustible.
Un volet sera consacré à des simulations CFD avec prise en compte de la déformation du domaine fluide par méthode sur grille mobile ALE (Arbitrary Lagrange-Euler) [1]. Il sera associé à des campagnes expérimentales ambitieuses pour mesurer jusqu'au choc l'effet du déplacement de la structure sur le champ de vitesse du fluide (méthodes optiques de type Particle Image Velocimetry [2]) et les forces d'impact résultantes. Les enseignements seront synthétisés au travers d’une modélisation analytique du phénomène.

L’étudiant(e) sera accueilli(e) au sein du laboratoire qui porte l’expertise en interactions fluide-structure sur le centre CEA de Cadarache. Il/elle sera intégré(e) à un environnement de recherche avec un rayonnement international (collaboration avec l’université de Georges Washington - USA), publiera ses travaux dans des journaux de première importance sur la thématique, et participera à des conférences internationales.

[1] A computationally efficient dynamic grid motion approach for Arbitrary Lagrange-Euler simulations, A. Leprevost, V. Faucher, and M. A. Puscas, Fluids, 8(5), 2023.
[2] Longo, L., Capanna, R., Ricciardi, G., & Bardet, P. (2024). Threshold of Keulegan-Carpenter instability within a 6 × 6 rod bundle, Experimental Thermal and Fluid Science