Ethan Rollier, doctorant à la R&D d'EDF, a été récompensé par le prix du meilleur article étudiant lors de la conférence internationale CFD4NRS (Computational Fluid Dynamics for Nuclear Reactor Safety), pour ses travaux portant sur la modélisation du phénomène de condensation, implémentés dans le code de référence neptune_cfd. Une belle reconnaissance de son travail de recherche appliqué aux systèmes passifs de sûreté en centrale nucléaire.
Ethan Rollier est doctorant en 2ème année à la R&D d'EDF. Sa thèse, encadrée par Thomas Prusek et Nicolas Mérigoux, porte sur le développement et la validation numérique des phénomènes dynamiques dans les thermosiphons diphasiques à l'échelle CFD. Elle est réalisée au sein du laboratoire commun entre la R&D d'EDF et l’Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse (IMFT), sous la direction de Catherine Colin.
Les thermosiphons diphasiques, qu’est-ce que c’est ?
Un thermosiphon est un système dans lequel un fluide circule naturellement, uniquement grâce à la gravité et aux différences de densité, sans aucune pompe. Le principe est simple : quand un fluide chauffe, il devient moins dense et monte. Quand il refroidit, il devient plus dense et redescend. C'est un cycle en boucle fermée. Le thermosiphon diphasique est donc un système de refroidissement passif (car sans pompe) qui utilise le changement d'état du fluide : une source de chaleur fait bouillir un fluide, dont la vapeur monte naturellement. Arrivée dans une zone froide, elle se condense, redevient liquide et redescend par gravité. Ce cycle d'ébullition-condensation se maintient naturellement, assurant ainsi un transfert de chaleur sur le long terme. À l'international, de nombreux réacteurs nucléaires récents intègrent une part de systèmes passifs pour assurer les fonctions de sûreté, sur la base de thermosiphons diphasiques. IIs ont pour objectif de participer à la simplification de l'architecture générale des réacteurs, et à l'amélioration de la sûreté, notamment en bénéficiant d'une plus grande autonomie des systèmes de refroidissement et en augmentant la robustesse face aux cas « extrêmes » (perte d'alimentation électrique ou de la chaîne de refroidissement).
Le comité organisateur de la conférence CFD4NRS a délivré à l'unanimité le prix du meilleur article étudiant à Ethan pour ses travaux sur le développement et la validation d’un modèle de condensation en film liquide appliqué aux systèmes passifs de sûreté. Le modèle développé a été intégré au code de simulation multiphasique neptune_cfd, développé par la R&D d'EDF. Ces travaux s’intègrent dans un objectif plus large de la thèse d’Ethan, qui vise à proposer et valider une approche de simulation de la dynamique des boucles de thermosiphons diphasiques avec le code neptune_cfd.
Prochaines étapes
Le modèle sera bientôt mis à l'épreuve :
- Dans le cadre d'un benchmark du projet européen EASI-SMR (coordonné par la R&D) visant à la simulation des essais PRECISE
- Pour simuler la boucle expérimentale de thermosiphon diphasique THEDI construite par la R&D et l’IMFT
La conférence CFD4NRS
La conférence Computational Fluid Dynamics for Nuclear Reactor Safety (CFD4NRS) est une série de séminaires internationaux de premier plan. Organisée tous les deux ans par le groupe de travail de l’Agence pour l'Énergie Nucléaire (NEA) sur l'analyse et la gestion des accidents (WGAMA), elle est dédiée aux avancées en mécanique des fluides numérique appliquée à la sûreté des réacteurs nucléaires. L’édition 2025, organisée par l'agence japonaise de l'énergie atomique (JAEA), s’est tenue à Mito (Japon) et a réuni plus de 100 participants provenant d'organismes de recherche, d'entreprises industrielles et d'universités du monde entier.