Soutenance de thèse de Joao BOUCHAIN
La thèse est intitulée :
Le comportement du chrome en interaction avec le césium et le molybdène dans le circuit primaire d’un réacteur à eau pressurisée en cas d’accident grave.
Résumé
Le développement de nouveaux combustibles nucléaires constitue un enjeu industriel majeur. Ces combustibles doivent présenter de meilleures performances que le combustible usuel constitué de pastilles d’UO2 insérées dans des gaines métalliques en alliage de zirconium, en conditions normales de fonctionnement ainsi que pour des situations accidentelles de type Accident par Perte de Réfrigérant Primaire (APRP). Dans ce contexte, les concepts de Combustibles Techniques Avancés à base de chrome (Cr-ATFs) sont en cours de développement et figurent parmi les solutions les plus abouties.
D’après la littérature, le chrome présente une volatilité significative à des températures représentatives des accidents hors dimensionnement , c’est-à-dire bien au-delà de 1200°C. Les espèces gazeuses de chrome libérées depuis le cœur du réacteur peuvent alors atteindre le circuit primaire, où elles peuvent évoluer au travers de différents phénomènes physico-chimiques, tels que l’interaction avec d’autres éléments co-transportés, l’adsorption, la nucléation, la déposition et l’agglomération. En cas de brèche du circuit primaire, ces phénomènes physico-chimiques jouent un rôle déterminant sur la spéciation chimique, la forme physique et la quantité des espèces susceptibles d’atteindre l’enceinte de confinement. Les espèces transportées dans l’enceinte peuvent ensuite être potentiellement rejetées dans l’environnement, elles constituent alors le terme source.
Cependant, aucune donnée expérimentale dans un environnement aussi complexe n’est actuellement disponible dans la littérature concernant la chimie du transport du chrome au-dessus de 1200°C en présence d’espèces gazeuses contenant du césium ou de molybdène. L’objectif de cette thèse est donc d’étudier les phénomènes physico-chimiques se produisant dans le circuit primaire afin d’évaluer les rejets potentiels associés à un accident grave sur un réacteur utilisant des combustibles techniques avancés contenant du chrome (Cr-ATFs).
Pour répondre à cet objectif, une approche couplant expérimentation et modélisation est mise en œuvre, en s’appuyant notamment sur le code ASTEC (Accident Source Term Evaluation Code), développé par l’Autorité de Sûreté Nucléaire et de Radioprotection (ASNR). Sur le plan expérimental, un dispositif dénommé ACCrAS a été développé à l’ASNR. Il permet de vaporiser Cr₂O₃(s) à 1550°C afin de transporter le chrome, indépendamment ou conjointement avec des espèces composées de molybdène ou de césium, sous atmosphère contrôlée (H₂O, O₂, N₂). Le transport de ces espèces est ensuite étudié dans un gradient thermique représentatif du circuit primaire en conditions d’accident grave.
Les expériences visent à identifier et quantifier les espèces transportées afin de fournir des données permettant d’améliorer et valider les modèles physico-chimiques implémentés dans le code ASTEC. En complément, les simulations contribuent à l’interprétation des résultats expérimentaux et ont vocation, à terme, à être étendues aux calculs de terme source.
Jury :
- M. Abdesselam ABDELOUAS, Professeur, IMT - rapporteur
- M. Bruno DOMENICHINI, Professeur, ICB - rapporteur
- Mme Diane REBISCOUL, Docteure, CEA - examinatrice
- M. Emmanuel MATHE, Docteur, TA - examinateur
- M.Sidi SOUVI, Docteur, ASNR – membre invité
- M.Hadrien PERRON, Docteur, EDF – membre invité
Infos pratiques
Date - Horaire :
Vendredi 20 novembre 2026, 9h-14h
Lieu :
Amphithéâtre M du site Montperrin de l’université Aix Marseille (6 avenue Pigonnet , Aix -en-Provence)
Visio :
Lien Teams de la soutenance
Meeting ID: 395 895 966 476 999
Passcode: FC9uz3RR
Contact :
NB : pas d'inscription requise
Pour en savoir plus
Laboratoire d'expérimentation environnement et chimie (L2EC)
Encadrement de thèse :
- M. Jean-François PAUL, Professeur, UCCS, directeur de thèse
- Mme Anne-Cécile GREGOIRE, Docteure, ASNR, co-directrice de thèse