École Nationale Supérieure de
Techniques Avancées

Résumé

Entre autres missions, le laboratoire EMSI s’intéresse au problème général du comportement vibratoire sous séisme de faisceaux de tubes immergés dans un fluide. En effet, cette configuration se présente notamment dans les cœurs de réacteurs des centrales nucléaires. Ceux-ci renferment des assemblages de barres de combustible immergés dans un fluide caloporteur circulant, généralement de l’eau pour les réacteurs à eau pressurisée (REP) ou du sodium pour les réacteurs à neutrons rapides (RNR). Cependant, le problème se pose également dans le cas des faisceaux de tubes des générateurs de vapeur, ainsi que pour certains dispositifs de l’industrie sous-marine. Plus précisément, on constate que la présence de fluides dans ces différentes structures perturbe leur comportement vibratoire par rapport au cas en air. Les effets relevés sont principalement une diminution des fréquences propres, et surtout un impact sur l’amortissement et la dissipation. On ne sait toutefois pas véritablement prédire ces modifications, dont les mécanismes physiques restent en fait à comprendre. Cet objectif est le moteur de ce stage. Il porte donc sur la résolution d’un problème d’interaction fluide-structure affectant l’industrie nucléaire. Il concerne plus particulièrement l’étude de la force que le fluide exerce sur les structures, afin de pouvoir par exemple effectuer le dimensionnement des installations. Cependant, le stage se situe plus en amont dans le processus menant de la recherche à l’industrie. Il adopte en effet un point de vue plus général, sans chercher à tout prix un résultat ayant une application industrielle immédiate. L’objectif est plutôt d’aboutir à une compréhension théorique des phénomènes. C’est pourquoi ce stage sera poursuivi par une thèse. La méthode choisie ici est donc avant tout numérique, et surtout physique : on veut parvenir à comprendre les phénomènes de l’interaction fluide-structure à partir de modélisations et de simulations numériques. Pour le stage, on commence par traiter un cas simple et générique dans le but de mettre en place des outils d’analyse. On s’intéresse donc au problème bidimensionnel d’un cylindre soumis à un déplacement sinusoïdal transversal dans un fluide initialement au repos.