Contribution à l’étude expérimentale d’un choc thermique au sein du dioxyde de carbone

Jean MULLER à soutenu sa thsèe le 19 octobre 2021 à Villeurbanne.

​Ce travail de thèse s’intéresse à la phénoménologie du choc thermique entre un corps solide chaud et un fluide pouvant s’évaporer. Pour des conditions d’intense transfert thermique, on observe des phénomènes mécaniques violents associés à des pics de pression et des mises en mouvement du fluide du fait de son expansion. Dans le cadre de l’étude de la sûreté nucléaire des réacteurs à eau pressurisée, ils pourraient résulter d’une hypothétique libération du combustible chaud hors du crayon lors d’un scénario d’accident de réactivité. Le travail considère l’étude expérimentale et théorique de ce type d’interaction à l’aide d’un banc d’essai permettant de déposer une quantité d’énergie importante dans du CO2 liquide pressurisé. On a ainsi pu relier la génération d’un pic de pression à la création de vapeur sur un élément chauffé très rapidement, phénomène qui a été modélisé à l’aide d’une équation faisant le bilan entre la dynamique de croissance de bulle et la dynamique d’accroissement de pression de ladite bulle à volume constant. Après le pic de pression, on observe une génération massive de vapeur et un écoulement à bulles. L’analyse de l’ensemble du transitoire a été menée sur une large gamme de conditions d’essai et les tendances de l’intensité des phénomènes ont été étudiées en fonction de nombres sans dimension traduisant l’évolution des propriétés du fluide et la quantité d’énergie déposée.