L’énergie nucléaire est un des piliers de la transition énergétique car elle est faiblement carbonée. Elle nécessite des études de sûreté poussées, en particulier sur le sujet des accidents nucléaires graves hypothétiques. Ces scénarios postulent la fonte du cœur et la formation d’un corium (magma de matériaux radioactifs fondus). La compréhension du comportement du corium est un élément clef de la sûreté.
A l’institut IRESNE du CEA Cadarache, l’installation MERELAVA permet d’étudier une stratégie de mitigation d’accident par aspersion du corium par le haut. Un bain de corium prototypique (comprenant de l’uranium appauvri) est refroidi par aspersion d’eau, dans des conditions réalistes. Ce dispositif permet d’étudier les interactions complexes entre le corium, l’eau et le béton sacrificiel situé dessous.
Dans ce cadre, le phénomène d’imbibition joue un rôle central dans le refroidissement du corium. Lors de l’aspersion, la croûte solidifiée se fissure, l’eau s’infiltre dans le réseau de fissures et s’évapore, ce qui augmente significativement le flux de chaleur extrait par rapport à un mécanisme de conduction. Pourtant, les modèles actuels décrivent mal ce mécanisme et peinent à prédire son impact ; en raison notamment du caractère fortement multi-physique du phénomène.
Cette thèse vise à étudier l’imbibition via des expériences dédiées sur MERELAVA qui permettront de caractériser la croûte formée et en mesurant le flux d’imbibition sur matrices imprimées en 3D représentatives. L’objectif est d’améliorer le modèle physique existant, dont les résultats seront comparés à des données expérimentales complexes. La thèse se déroulera au Laboratoire d’études et d’expérimentation pour les accidents graves de l’institut IRESNE (CEA Cadarache). Le candidat devra maîtriser la mécanique des fluides et la thermique.