Stage Bac+5

L'Autorité de sûreté nucléaire et de radioprotection est une autorité administrative indépendante créée par la loi du 21 mai 2024 relative à l'organisation de la gouvernance de la sûreté nucléaire et de la radioprotection pour répondre au défi de la relance de la filière nucléaire. Elle assure, au nom de l'État, le contrôle des activités nucléaires civiles en France et remplit des missions d'expertise, de recherche, de formation et d'information des publics. L'ASNR est composée de fonctionnaires, d'agents de droit public et de salariés de droit privé. Le module CESAR du logiciel ASTEC permet de modéliser le comportement thermohydraulique de circuits utilisant de l'eau ou du sodium comme fluides caloporteurs. Dans le contexte du développement de réacteurs nucléaires innovants refroidis au plomb ou à l'alliage eutectique plomb-bismuth (LBE, Lead-Bismuth Eutectic), il est pertinent d'étendre ses capacités à ces nouveaux fluides. Cette évolution contribuera à étendre le domaine d'application d'un code de référence pour l'étude de la sûreté des réacteurs nucléaires innovants. L'objectif du stage est d'étudier et d'implémenter les propriétés thermophysiques du plomb et du LBE dans CESAR. Le travail s'appuiera sur la bibliothèque open source lbh15 [1, 2] et sur les données et corrélations du rapport de référence de l'OCDE [3]. Une attention particulière sera portée au choix des corrélations, à leur domaine de validité et à leur compatibilité avec ASTEC. Une première étape consistera à identifier les propriétés nécessaires aux modèles thermohydrauliques et à les intégrer en respectant les conventions, unités et contraintes numériques du code. Les références disponibles concernent principalement la phase liquide, alors que CESAR requiert également des propriétés pour la phase gazeuse. Dans un premier temps, une approche simplifiée pourra être retenue, en utilisant les mêmes propriétés pour les deux phases et en prenant en compte la chaleur latente de vaporisation. Selon les résultats obtenus, une évolution vers une formulation à un seul fluide pourra ensuite être étudiée. Des cas tests élémentaires permettront de vérifier la cohérence des propriétés implémentées et leur évolution avec la température, ainsi que leur bonne intégration dans CESAR. Une recherche bibliographique permettra ensuite d'identifier les installations expérimentales et les données disponibles pour la validation des écoulements de plomb et de LBE. Des premiers calculs seront réalisés sur des configurations simples issues de la littérature. Les lois de fermeture actuellement utilisées pour le sodium pourront être évaluées dans un premier temps afin d'identifier les écarts éventuels avec les données de référence et les modèles nécessitant une adaptation. Ce travail permettra de dégager des perspectives pour la validation de CESAR et son application aux réacteurs refroidis aux métaux lourds. Étudiant en Master 2 ou dernière année d'école d'ingénieur spécialisé en mécanique des fluides, énergétique, physique numérique ou génie nucléaire. Des compétences en programmation (Python, C/C++) et en simulation numérique sont nécessaires.