Votre mission :

Les réacteurs nucléaires français sont issus de la technologie des réacteurs à eau pressurisée (REP) : en fonctionnement normal, l'eau du circuit primaire est pressurisée à 155 bars. Le maintien en pression et son contrôle sont assurés par le pressuriseur, dans lequel est présent un matelas de vapeur. Il est équipé d'une part de lignes d'aspersion, permettant d'injecter de l'eau pour condenser le matelas de vapeur et ainsi réduire la pression, et d'autre part de soupapes de sûreté permettant d'assurer son intégrité en cas de surpression. Ces soupapes sont reliées à des lignes de décharge vers un réservoir afin de recueillir et condenser la vapeur d'eau. L'actionnement rapide par le contrôle-commande des vannes des lignes d'aspersion ou les cycles d'ouverture/fermeture des soupapes en cas de surpression vont engendrer des ondes de pression dans les tuyauteries, potentiellement exciter l'un de leur mode structurel, et générer des efforts transitoires. L'amplitude de ces efforts doit être évaluée pour justifier la tenue des tuyauteries.
L'objectif du stage est donc d'étudier le phénomène de coups de bélier dans les différentes tuyauteries reliées au pressuriseur et son interaction avec celles-ci.
Dans un premier temps, une étude bibliographique sur le phénomène de coups de bélier sera menée, et plus particulièrement dans le domaine du nucléaire.
Puis, des cas simples seront simulés avec deux outils de calcul scientifique (OCS), CATHARE et ANSYS Fluent, afin de vérifier d'une part leur capacité à reproduire le phénomène et d'autre part à évaluer les efforts sur les tuyauteries en sa présence. Des travaux ont déjà été menés sur la capacité de ces OCS à reproduire la propagation d'ondes de pression. Ils seront repris et complétés.
Enfin, des cas plus concrets et représentatifs des situations réelles rencontrées sur le pressuriseur seront étudiés.
L'ensemble des résultats et des analyses seront tracés dans un rapport technique d'étude.
En plus d'une meilleure compréhension des phénomènes physiques liés aux coups de bélier dans les installations nucléaires, ce stage permettra d'acquérir une première expérience de recherche sur un sujet complexe, de simulation numérique avec les OCS CATHARE et ANSYS Fluent, ainsi qu'une sensibilisation aux enjeux de sûreté d'un REP.
Pour l'IRSN, ce stage s'inscrit dans son programme d'étude des efforts hydrauliques rencontrés sur les REP et lui permettra de disposer d'éléments quantitatifs en support à son expertise.

Votre profil :

Dernière année école d'ingénieur ou Master 2

Compétences requises :
- Théorie des ondes et mécanique des fluides ;
- Une connaissance de CATHARE et/ou d'ANSYS Fluent est un plus ;
- Esprit d'analyse et de synthèse ;
- Compétences rédactionnelles et bon relationnel.

A propos de Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire :

L'IRSN, Etablissement Public à caractère Industriel et Commercial (EPIC) – dont les missions sont désormais définies par la Loi n° 2015-992 du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte (TECV) – est l'expert public national des risques nucléaires et radiologiques. L'IRSN concourt aux politiques publiques en matière de sûreté nucléaire et de protection de la santé et de l'environnement au regard des rayonnements ionisants. Organisme de recherche et d'expertise, il agit en concertation avec tous les acteurs concernés par ces politiques, tout en veillant à son indépendance de jugement.