Étude de la mise en suspension aéraulique appliquée à la problématique des poussières dans le futur tokamak ITER

​Anthony Rondeau a soutenue sa thèse le 7 décembre 2015 à Saclay.

​Dans les analyses de sûreté du futur tokamak ITER, on anticipe un accident de perte de vide susceptible de mettre en suspension des particules produites par et déposées sur les parois du tore. L’objectif de cette thèse est de fournir des données expérimentales fiables afin de développer et de valider un modèle de mise en suspension (MES) prenant en compte la basse pression et prévoyant la fraction de particules mobilisées lors d’un tel événement. Pour ce faire, des expériences ont été effectuées en fonction des paramètres clés — diamètre des particules, vitesse de frottement et masse volumique — entrant dans le mécanisme de MES. L’analyse de la granulométrie des particules de tungstène produites réellement en tokamak met en évidence des diamètres allant de 0,1 à 10 µm. Les résultats expérimentaux de MES de dépôts monocouche de particules de tungstène sont en bon accord avec le modèle dit Rock’n Roll lorsque les particules sont uniquement mobilisées par le fluide. Cependant, une mobilisation des particules fines par agglomération, non prise en compte dans les modèles de MES, a été mise en évidence. Mes expériences ont aussi révélé l’importance de la structure (porosité et épaisseur) des dépôts multicouches dans le mécanisme de MES avec, là encore, une mobilisation par agglomération de particules. L’effet de la basse pression dans la mise en suspension a été étudié entre 10 et 1 000 mbar et les résultats montrent une réduction du frottement dans les forces aérauliques à basse pression. Enfin, les mesures de cinétique du phénomène de MES ont mis en évidence trois zones distinctes avec un effet à court terme, un effet à long terme et une zone de transition, qui devront être pris en compte dans tout calcul de mise en suspension de particules.