La connaissance des écoulements dans les tuyauteries d’installations industrielles revêt d’une importance cruciale quant à leur sûreté ou à leur exploitation. Lors de scénarios accidentels étudiés pour le circuit primaire d’un réacteur à eau sous pression, des écoulements diphasiques dans les tuyaux peuvent survenir, avec une grande variété de régimes dépendant des conditions rencontrées. La transition entre les différents régimes (stratifié, annulaire, à bouchons, à bulles, …) dans ces conditions fait l’objet de nombreuses recherches expérimentales et numériques. Notamment, les codes de simulation en thermohydraulique à l’échelle système, tels que CATHARE, doivent calculer au mieux ces transitions de régime.
Cette thèse vise à améliorer la prédiction à l’échelle système des transitions de régimes d'écoulements diphasiques dans les tuyaux horizontaux ou inclinés. Le projet se structure autour de trois objectifs principaux. Le premier objectif vise à mieux prendre en compte les problèmes d'échelle et de transposition de fluide, en étudiant les modèles influençant la transition stratifié/intermittent et stratifié/annulaire, dont le frottement interfacial. Le deuxième objectif se concentre sur la prédiction de la transition entre les régimes à bulles et intermittent, en revisitant la modélisation de la ségrégation de bulles et leur mixage, et en intégrant de nouvelles données expérimentales. Le troisième objectif, en lien direct avec le précédent, aborde les effets transitoires des transitions de régime, en explorant notamment l’utilisation d’équations de transport d’aire interfaciale.
Les outils logiciels utilisés incluront le code CATHARE, tandis que les données expérimentales proviendront des installations du CEA et de la littérature.