Caractérisation acoustique de nuages de microbulles

Dans le cadre de son implication dans le forum international GEN IV, la France a fait le choix de se focaliser sur les reacteurs a neutrons rapides refroidis au sodium liquide. Un prototype, ASTRID, est en cours de developpement. Ce dernier doit faire la demonstration de l’amelioration de sa surete et de la surveillance en fonctionnement. Ceci passe, entre autre, par la caracterisation de l’engazement du sodium du circuit primaire. En effet, du fait de la presence d’Argon en tant que gaz de couverture, un nuage de bulle existe de facon normale et continue dans le circuit primaire. L’opacite du sodium liquide, et les aptitudes specifiques des methodes ultrasonores justifient leur utilisation, privilegiee lors des inspections en operation. En effet, la presence de bulles pourrait alterer non seulement les echanges thermiques et neutroniques au sein du coeur, mais aussi les phenomenes d’ebullition et de cavitation ainsi que les proprietes acoustiques du caloporteur. La caracterisation de ce nuage repond donc a ces problematiques de controlabilite, elle permet aussi la validation de codes de calculs d’evolution de l’engazement tel que VIBUL. Un travail bibliographique s’est attache a determiner les methodes de caracterisation les plus adaptes pour repondre a ces problematiques en exploitant les forces et les faiblesses respectives. Ainsi, les methodes d’inversion de mesures spectroscopiques d’attenuation et de celerite s’averent particulierement robustes lorsqu’elles sont soutenues par des techniques de regularisation. Afin de limiter l’importance de l’arbitraire (a priori), l’intervalle des tailles des bulles du nuage est estime prealablement a la distribution, durant la phase d’optimisation du parametre de regularisation. Cette approche a montre sa capacite a caracteriser des nuages dont les taux de vides sont compris entre 10−6 et 10−4. Pour des taux de vides inferieurs a 10−6, la faisabilite d’une inversion de mesures spectroscopiques du coefficient de non-linearite a ete etudiee et demontree. Les resultats laissent entrevoir de nombreuses perspectives quant a leurs applications industrielles.