Ecoulement confiné d'un matériau granulaire en interaction avec un gaz, application à la relocalisation du combustible nucléaire.

• Main Author: Martin, Alexandre
• Language: fra
• Published: Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc 2010
• Subjects: [SPI:MECA] Engineering Sciences/Mechanics; [SPI:MECA] Sciences de l'ingénieur/Mécanique; matériaux granulaires; blocage; éléments discrets; couplage fluide-grains; éléments finis; relocalisation
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00472229; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/47/22/29/PDF/memoire.pdf; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/47/22/29/ANNEX/transparents.pdf

Ce travail de thèse est consacré à l'étude des écoulements biphasiques grains-gaz dans un régime de blocage (jamming). Ce régime -- caractérisé par un écoulement interrompu en temps fini et fréquemment rencontré dans la nature ou les applications industrielles -- présente un caractère stochastique. Sa compréhension nécessite la mesure de son débit, de ses fluctuations et de la probabilité d'arrêt liée à la géométrie de confinement, à la microstructure granulaire et au gaz interstitiel. Une approche numérique discrète couplant la méthode de la dynamique des contacts non-régulière (Non Smooth Contact Dynamics) pour la dynamique des particules et une méthode mésoscopique de type homogène équivalente pour le gaz est développée. La statistique d'écoulement obtenue est en bon accord avec des résultats expérimentaux de la littérature : le débit vérifie une loi de puissance croissante en fonction de l'ouverture avec un débit moyen affecté par la présence du gaz. Ces résultats statistiques quantitatifs sont appliqués à l'estimation du taux de relocalisation du combustible nucléaire fragmenté et confiné dans son tube-gaine présentant un ballonnement local suite à une situation accidentelle de type Perte de Réfrigérant Primaire.