Cette thèse s’inscrit dans le cadre général des études de sûreté associées aux Accidents Graves dans les Réacteurs à Neutrons Rapides refroidis au Sodium. Elle porte plus particulièrement sur la modélisation des lits de débris de corium et des phénomènes qui s’y déroulent, spécifiques à cette technologie de réacteur. Elle a notamment pour objectif de produire des modèles physiques décrivant l’auto-nivellement de ces lits en suivant une démarche de remontée d’échelle issue de la méthode dite de la moyenne volumique. En s’appuyant sur les résultats de travaux précédents, et sur un outil de simulation couplant LBM (Lattice Boltzmann Method) et DEM (Discrete Element Method), la recherche proposée suivre une démarche à deux échelles. Il s’agira tout d’abord de simuler les phénomènes d’intérêt à l’échelle des pores en choisissant les problèmes de fermeture les plus significatifs. La remontée d’échelle sera ensuite mise en œuvre afin de proposer de nouvelles lois physiques pour les propriétés effectives du lit de débris les plus influentes.
Le travail effectué ici dans le cadre de la sûreté des réacteurs rapides au sodium est générique et l’établissement de la méthodologie permettant de déterminer des relations de fermetures (ici propriétés effectives du milieu) pour un outil numérique à plus grand échelle est novateur et trouvera des applications dans de nombreux autres contextes traitants des problématiques liées aux interactions fluide/grains.
Ces travaux s’inscrivent aussi dans un contexte de renouveau du nucléaire avec une floraison de start-up basés sur des réacteurs au sodium et une collaboration avec le Japon sur la sûreté de ce type de réacteur.
Un stage de master 2 est proposé par l’équipe en complément de la thèse.