Contrat de recherche EDF - M2P2

2019
Quel rapport entre la théorie des fractals, un générateur de vapeur (GV) et le rendement d’une centrale nucléaire à eau pressurisée (REP) ?
Dans le cadre d’un projet de recherche contractuel avec EDF, des chercheurs du M2P2 et les ingénieurs d’EDF ont exploité cette théorie pour modéliser l’influence de l’encrassement sur l’efficacité de transfert thermique du GV.

Marc Jaeger, 

porteur du projet pour le M2P2, nous explique l'intérêt de l'étude, étude qui a abouti à la publication d'un article dans "International Journal of Heat and Mass Transfer" (T. Dupuy et al, IJHMT 145 (2019) 118722)

Avec ces 300 tonnes, pour une hauteur d’environ 20 m et un diamètre de l’orde de 3m, le GV est l’unité qui assure le transfert de l’énergie du coeur du réacteur vers les turbines. Il héberge de 3000 à 6000 tubes en U qui transferent la chaleur de l’eau du circuit primaire vers l’eau du secondaire contenu dans le GV.

Inévitablement, un encrassement par déposition des espèces chimiques présentes dans l’eau du secondaire dégrade l’efficacité de ce transfert. Il oblige à des arrêts de tranches pour nettoyage, à une fréquence dont l’optimisation grâce aux modèles numériques représente un enjeu économique énorme.
Cependant, la considération du dépôt d’encrassement dans les modèles à l’échelle d’un GV est un challenge. Son épaisseur d’une à quelques centaines de micromètres est insignifiante comparée à une taille de maille typique des modèles numériques.

Et pourtant sa structure poreuse est complexe, formant un réseau de capillaires alimentant en eau liquide des cheminées d’ébullition. C’est cette complexité qu’une extension de l’approche fractale développée pour l’occasion permet de représenter à moindre coût dans une stratégie de modélisation multi-échelles.