Mandats et structures de l'AEN


Groupe d’experts sur les technologies des métaux liquides

Président(s) : Paul SCHUURMANS, Belgique
Secrétaire :  Stéphanie CORNET
(stephanie.cornet@oecd-nea.org)
Membre(s) :Tous les pays membres de l'AEN*
Russie (Suspendue*)
*La Fédération de Russie a été suspendue en vertu d'une décision du Conseil de l'OCDE.
Participant(s) à part entière : Commission européenne
En vertu des Statuts de l'AEN
Observateur(s)(Organisation Internationale) : Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA)
Par accord
Date de création :30 juin 2015
Fin de mandat :29 juin 2021

Mandat (Document(s) de référence) :

  • Approuvé à la 26e réunion du Comité des sciences nucléaires en juin 2015 [NEA/SEN/NSC(2015)2]
  • Prorogé à la 15réunion du Groupe de travail sur les aspects scientifiques du cycle du combustible en février 2017 [NEA/SEN/NSC/WPFC(2017)2] (en anglais seulement)
  • Mandats du Groupe de travail sur les aspects scientifiques du cycle du combustible (WPFC) et de ses groupes d'experts [NEA/SEN/NSC/WPFC(2018)1]

Mandat (Extrait) :

Extrait du document [NEA/SEN/NSC/WPFC(2018)1]

Introduction

Le Groupe d’experts sur les technologies des métaux liquides mène ses activités depuis plusieurs années. Initialement, son objectif principal était de produire un manuel pourvu d’un ensemble d’approches théoriques et de données expérimentales en vue de formuler des recommandations utiles pour la conception de systèmes nucléaires utilisant des métaux liquides lourds. La deuxième version de ce manuel étant prête pour publication, le Groupe d’experts a réexaminé sa mission et la suite à donner à ses activités. En particulier, comme suggéré par le Groupe de travail sur les aspects scientifiques du cycle du combustible (WPFC), il a été décidé d’inscrire des travaux sur le sodium (Na) liquide à son futur programme de travail. De plus, le Groupe d’experts entend passer à l’étape suivante de l’évaluation des données disponibles pour avancer vers l’application de ses résultats aux activités de conception, de construction et d’autorisation, d’une part, et aux opérations d’exploitation, d’inspection en service, de manutention et de maintenance, d’autre part. Après réflexion, le Groupe d’experts propose de formuler ses objectifs comme suit.

Objectifs et mission

Sous la direction du Groupe de travail sur les aspects scientifiques du cycle du combustible (WPFC), le Groupe d’experts mène des activités visant à exploiter les connaissances scientifiques fondamentales dans le cadre d’applications pour (1) le développement de codes de construction pour la conception (règles de conception), (2) le traitement de questions techniques clés pour le processus d’autorisation et (3) l’élaboration de recommandations pour l’exploitation, l’inspection et la manutention.

Les domaines d’étude et les objectifs du Groupe d’experts sont les suivants :

  • Conditions et facteurs environnementaux dont l’incidence sur le comportement des matériaux peut altérer l’intégrité structurelle des composants et des enceintes de confinement. Il s’agit notamment des effets du milieu sur les propriétés mécaniques (par exemple, l’irradiation et la fragilisation par les métaux liquides) ou des effets d’environnement (à l’exemple de la corrosion).

L’objectif est de s’appuyer sur une compréhension des principes fondamentaux du comportement des matériaux (corrosion et propriétés mécaniques dans les métaux liquides et sous irradiation) pour évaluer les effets de l’environnement dont il faut tenir compte dans les normes de construction. Il est prévu de réfléchir à la possibilité de partager les données expérimentales entre les participants et de réaliser des analyses.

  • Questions relatives au réfrigérant et au gaz de couverture. L’accent est mis sur les questions dignes d’intérêt pour l’évaluation de l’impact radiologique et pour les opérations d’exploitation, notamment de maintenance, d’inspection et de manutention. Les domaines d’étude concernés sont la chimie, la radiochimie et la physique du réfrigérant, l’interaction de ce dernier avec le gaz de couverture, l’impact de l’irradiation, l’influence de la corrosion, le transport des radionucléides dans le réfrigérant, etc.

L’objectif est de répondre à des questions techniques clés afin de mieux maîtriser l’impact radiologique ainsi que les opérations d’exploitation, de manutention, de maintenance et d’inspection dans le contexte du processus d’autorisation.

  • Thermohydraulique des métaux liquides. Le comportement thermohydraulique du réfrigérant est un facteur crucial, parce qu’il détermine une grande partie des conditions environnementales qui agissent sur les matériaux et sur le refroidissement, notamment la distribution de l’écoulement et les phénomènes de mélange, la distribution des températures, la stratification et les instabilités, les variations de pression, les interactions entre le réfrigérant et la structure, etc.

L’objectif est de recueillir et d’évaluer des données expérimentales en vue d’améliorer la connaissance que l’on a des conditions environnementales qui influent sur le comportement des matériaux et du réfrigérant.

Méthodes de travail

Deux groupes (l’un dédié au sodium et l’autre aux métaux lourds liquides) se réunissent en parallèle, dans un souci d’efficience. Chaque réunion donne lieu à l’organisation d’une session plénière dont l’objet est d’examiner et de comparer les résultats obtenus en vue de dégager des convergences et synergies éventuelles.

Activités

  • faire le point des connaissances fondamentales actuelles concernant les effets des métaux liquides sur le comportement des matériaux ;
  • évaluer les exigences à satisfaire en matière de gestion des données : type de données, type de tests et conditions d’accès ;
  • compiler et évaluer les données concernant les effets des métaux liquides sur le comportement des matériaux ;
  • recenser et comparer les méthodologies existantes pour comprendre les mécanismes de dégradation sous-jacents ;
  • définir les travaux de R-D à mener pour compléter les bases de données expérimentales et améliorer les méthodes de modélisation ;
  • établir un rapport concernant les effets des métaux liquides sur les matériaux ;
  • compiler et évaluer les données nécessaires à l’exploitation, à l’inspection et à la maintenance des réacteurs refroidis par un métal liquide, ainsi qu’aux opérations de manutention connexes, en prenant en considération le retour d’expérience d’exploitation ;
  • recenser les principales questions techniques et leçons à retenir pour renforcer la sûreté et la fiabilité de l’exploitation, de l’inspection, de la manutention et de la maintenance, à l’appui de la conception de réacteurs et systèmes et de leur future exploitation ;
  • compiler et évaluer les données sur la thermohydraulique des métaux liquides (dans le cas du sodium, l’analyse portera essentiellement sur les données relatives aux conditions environnementales qui s’appliquent aux matériaux) ;
  • évaluer des expériences de thermohydraulique et définir les travaux de R-D à mener pour améliorer les connaissances sur les conditions environnementales qui s’appliquent aux matériaux ;
  • réaliser des benchmarks pour comparer les codes entre eux, ainsi que les codes aux résultats d’expérience.

Résultats attendus

  • Rapport sur l’état des connaissances concernant les effets des métaux liquides sur les matériaux.
  • Rapport sur les exigences à satisfaire en matière de gestion de données dans le contexte des matériaux de structure et de la thermohydraulique.
  • Rapport sur les principales questions techniques et leçons à tirer pour renforcer la sûreté et la fiabilité des opérations d’exploitation, d’inspection, de manutention, de maintenance, de démantèlement et de gestion des déchets associées aux réacteurs refroidis par un métal liquide.
  • Rapport sur la thermohydraulique des métaux liquides.

Liens

Le Groupe d’experts entretient des relations étroites avec d’autres groupes de travail de l’AEN, en particulier le Groupe d’experts sur les matériaux de structure innovants et les groupes travaillant sous la direction du Comité sur la sûreté des installations nucléaires (CSNI), afin de s’assurer que les programmes de travail de chacun sont complémentaires, de donner son concours et son avis en tant que de besoin et d’entreprendre des projets en commun le cas échéant.

Le Groupe d’experts coopère également avec la Section du développement de la technologie électronucléaire de l’AIEA et, en particulier, avec le Groupe de travail technique sur les réacteurs à neutrons rapides (TWG-FR) et le Projet de recherche coordonnée sur les propriétés du sodium et l’exploitation sûre d’installations expérimentales pour la mise au point et l’implantation de réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium (NAPRO). Les principales sources de données expérimentales à examiner sont (sans s’y limiter) les résultats des projets NAPRO et MatDB.