Mesure du taux de vide diphasique à 330 bars, avec Framatome et le CEA
Quantifier le taux de vide dans la branche chaude d'un réacteur à eau pressurisée, en conditions extrêmes et sans pièce mobile, pour valider les codes de simulation d'accident.
Un partenariat Framatome, CEA et fluiidd.
En bref
Client :
Framatome × CEA - partenariat industriel et de recherche dans la filière nucléaire française
Secteur :
Énergie nucléaire - Sûreté des réacteurs
Recherche thermohydraulique expérimentale
Le défi :
Valider expérimentalement les codes de calcul d'un accident de perte de réfrigérant primaire (APRP), en quantifiant le taux de vide diphasique dans la branche chaude d’un circuit primaire de Réacteur à Eau Pressurisée (REP)
La solution :
Adapter et évaluer le scanner fluiidd sur une boucle d'essai en conditions extrêmes, pour valider la robustesse du capteur et la précision de la mesure
Le résultat :
Capteur validé en conditions extrêmes
Taux de vide quantifié de 0 % à 100 %, par pas de 10 %
Quantifier le taux de vide diphasique sous haute pression :
un défi critique pour la production énergétique
En sûreté nucléaire, la compréhension fine des comportements thermohydrauliques, notamment en scénarii accidentels, est une exigence réglementaire et scientifique de premier ordre. L'accident de perte de réfrigérant primaire (APRP) est le scénario le plus étudié de la filière. Mais modéliser ne suffit pas : un code de simulation n'a de valeur que confronté à des mesures réelles, en conditions proches du procédé. D'où l'obstacle : comment mesurer un taux de vide, et donc suivre l'avancement de l'accident, dans un circuit à pression et température extrêmes ?
C'est l'objet du partenariat entre Framatome, concepteur des réacteurs nucléaires français, le CEA, organisme de recherche nucléaire et fluiidd.
réacteurs nucléaires en service en France
accidents nucléaires majeurs dans le monde
155 bars
la pression du circuit primaire d'un REP
Le défi
3 contraintes qui excluent l'instrumentation standard
Des conditions opératoires qui excluent l’instrumentation standard
La boucle d’essai opère à des pressions atteignant 330 bars et des températures élevées. Aucun capteur commercial disponible n’était en mesure de résister à ces sollicitations tout en maintenant la précision de mesure du taux de vide.
L’exigence absolue d’une mesure sans pièce mobile
Dans un circuit primaire, chaque organe mécanique est un point de risque. Le cahier des charges imposait une instrumentation intégrable dans un manchon sur mesure, sans organe mobile, conçue pour résister aux sollicitations répétées de pression et de température.
Qualifier la robustesse avant d’exploiter la moindre donnée
Avant même d’envisager l’exploitation des données, la priorité absolue était de démontrer que le capteur survivait aux conditions de la boucle. La qualification mécanique était un prérequis impératif.
La solution
Méthode de déploiement :
de la définition des phénomènes à la validation mécanique
Le déploiement s’est fait sur la boucle Benson en vue d’une installation ultérieure sur PKL, une installation reproduisant à échelle 1:1 en hauteur la géométrie et les conditions thermohydrauliques d’une centrale nucléaire à quatre boucles de 1 300 MW.
- Caractériser: analyser le comportement thermohydraulique lors d'une dépressurisation de la branche chaude : écoulement diphasique, interfaces eau/vapeur, transitoires thermiques.
- Qualifier: concevoir, en collaboration, un manchon robuste permettant d'installer le scanner fluiidd dans des conditions représentatives de pression et de température.
- Sécuriser: valider par essais la résistance du capteur aux cycles de sollicitation mécanique et thermique.
Avant - Méthode conventionnelle
Codes de simulation non validés expérimentalement sur la branche chaude
Instrumentation standard inutilisable à 330 bars et haute température
Toute intrusion dans le circuit primaire introduit un risque supplémentaire.
Risque de défaillance mécanique en conditions extrêmes
Après - SCAN42
Données de mesure directement confrontables aux codes de calcul
Capteur sans pièce mobile, conçu pour résister à des sollicitations sévères
Manchon dédié et installation sans modification du procédé
Technologie robuste issue de 10 ans de R&D, validée en conditions réelles
Le résultat
Ce que cette validation signifie pour vos procédés industriels
1
Mesure là où les capteurs classiques échouent : haute pression, haute température, écoulements diphasiques, sans pièce mobile ni risque de défaillance mécanique.
2
Validation expérimentale de vos modèles : des données réelles pour confronter vos simulations et renforcer vos dossiers techniques et réglementaires.
3
Intégration sur mesure en co-ingénierie : manchon et bride adaptés à votre configuration, développés avec vos équipes mécaniques comme Framatome l’a fait
4
Robustesse démontrée en conditions extrêmes : validé sur boucle Benson à 330 bars, avec résistance aux transitoires thermiques rapides.
5
Reproductibilité cycle après cycle : des mesures stables et exploitables sur l'ensemble des séquences d'essai, sans dérive ni recalibrage entre les cycles.
Télécharger la fiche technique du scanner fluiidd
Un support concret pour évaluer la compatibilité avec vos procédés.
Questions fréquentes
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Le scanner fluiidd est-il compatible avec les exigences réglementaires des environnements industriels critiques ?
Oui. Le scanner fluiidd est certifié CE et FCC. A chaque déploiement, nous validons l’adéquation entre les demandes spécifiques du client et de son industrie et le scanner SCAN42.
L’installation impacte-t-elle la production ?
Non. Le scanner fluiidd s’installe directement en ligne sur la canalisation, une bride adaptée à votre configuration. Sur des configurations non standard, un manchon sur mesure peut être développé en co-ingénierie avec vos équipes mécaniques.
Comment valider le scanner fluiidd sur ma propre ligne avant tout engagement ?
fluiidd propose un pilote clé en main d’une durée de 1 à 3 mois, avec installation accompagnée, suivi des données et bilan de performance à l’issue. C’est le format le plus adapté pour valider la technologie dans le contexte spécifique de votre procédé et de vos objectifs opérationnels.
Sur quelle technologie de mesure repose le scanner fluiidd ?
Le scanner fluiidd repose sur la tomographie par impédance électrique (EIT). En mesurant la distribution de conductivité électrique sur la section de la canalisation, il reconstruit la répartition des phases gaz/liquide et en déduit le taux de vide, en temps réel et sans pièce mobile ni source radioactive.
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Détection d'interface, flux diphasiques, circuits sous pression : ce que Framatome et le CEA ont validé en conditions nucléaires, vous pouvez le déployer chez vous.
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Certifié CE et FCC
Issu du CEA