Modélisation de la production d'hydrogène lors de la phase de renoyage des coeurs de réacteurs nucléaires en situation d'accidents graves

par Vincent Lacour

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Georges Cailletaud.

Soutenue en 2001

à Paris, ENMP .


  • Résumé

    L'accident du réacteur nucléaire de Three Mile Island marque l'accélération des recherches sur les accidents graves. Elles permirent l'élaboration d'un code d'étude de scénarii (Modular Accident Analysis Program, MAAP) utilisé actuellement par Electricité de France. On s'intéresse ici aux accidents graves qui aboutissent à un découvrement du cœur d'un Réacteur à Eau Pressurisée. Pour éviter que de tels accidents dégénèrent, il est prévu de renoyer le cœur en injectant une forte quantité d'eau. Différentes études comparatives ont montré que les codes actuels (dont MAAP) étaient incapables de prédire le pic de production d'hydrogène expérimentalement constaté au cours de la phase de renoyage. L'accumulation de ce gaz entraîne un risque d'explosion pris en compte par l'installation de recombineurs catalytiques dans l'enceinte des réacteurs or leur dimensionnement dépend directement de la cinétique de production d'hydrogène. Cette thèse fait le point sur l'état des connaissances bibliographiques, analyse les modèles actuels de MAAP, propose de nouvelles modélisations puis les valide sur le cas réacteur TMI et les expériences QUENCH du Forschungszentrum de Karlsruhe. Ces travaux ont conduit au changement de la loi d'oxydation du Zircaloy de MAAP à très haute température, à l'écriture d'un modèle de thermohydraulique diphasique simplifié ainsi qu'à l'élaboration d'un modèle automatique d'augmentation de la surface oxydable dut à la fissuration des gaines lors de la phase de renoyage. Ce dernier est basé sur des calculs effectués avec le code ZEBULON de l'Ecole des Mines de Paris et les constatations expérimentales du programme QUENCH. Ces modèles permettent une nette amélioration des simulations par rapport à la version standard de MAAP. Cette étude se limite aux parties du cœur où les crayons combustibles ne se sont pas écroulés.

  • Titre traduit

    Modelling of the hydrogen production during the reflooding phase in case of severe accident in a nuclear power plant reactor


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  • Détails : 1 vol. (286 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 378 réf.

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