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1Club Cast3M 2005 - 25 novembre 2005 - Paris Fabrice BENTEJAC, Nicolas HOURDEQUIN, Claude STRUB SEMT/LM2S CEA Saclay Modlisation de linteraction pastille- gaine (IPG) dans le combustible REP

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2SEMT/LM2S Modlisation de lIPG Plan Contexte industriel Phnomnes mis en jeu dans lIPG Outil de simulation de lIPG sur base Cast3M : TOUTATIS - Chronologie des dveloppements

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3SEMT/LM2S Modlisation de lIPG Contexte industriel Combustible des Racteurs Eau Pressurise (REP)

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4SEMT/LM2S Modlisation de lIPG Phnomnes mis en jeu dans lIPG (1) Rgime nominal (irradiation de base 2 cycles) Gradient thermique radial 2000 1500 1000 500 T (C) r (mm) 0 1 2 3 4 nominal incidentel Fragmentation pastille UO 2 Effet diabolo Puissance Temps

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5SEMT/LM2S Modlisation de lIPG Phnomnes mis en jeu dans lIPG (2) Rgime nominal (irradiation de base) Fluage gaine Caloporteur #300C - 155 bar Gonflement UO 2 accumulation des produits de fission Fermeture jeu radial pastille-gaine Plis primaires sur la gaine Profilomtrie : mesure de diamtre le long de la gnratrice extrieure

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6SEMT/LM2S Modlisation de lIPG Phnomnes mis en jeu dans lIPG (3) Rgime incidentel (rampe de puissance) Importante et rapide lvation de temprature ( cur, T incid. # 2 x T nominal ) 2000 1500 1000 500 T (C) r (mm) 0 1 2 3 4 nominal incidentel Chargement de traction sur la gaine sous la pousse du combustible (dilatation + gonflement gazeux) Risque de rupture de la gaine par corrosion sous contrainte Puissance Temps

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7SEMT/LM2S Modlisation de lIPG Cast3M 1983 : dbut des dveloppements 1994 : Frottement en 2D 1995 : Procdure PASAPAS possibilit de chaner des calculs thermique et mcanique TOUTATIS 1991 : dbut des dveloppements modlisation en 2D axisymtrique 1993 : dbut des dveloppements modlisation en 3D 1995-2000 : premires livraisons, exploitation, amliorations 1997-2000 : Frottement en 2D version 2D (r, ) avec frottement linterface pastille-gaine version 2D axi avec frottement linterface pastille-gaine Chronologie des dveloppements (1)

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8SEMT/LM2S Modlisation de lIPG Cast3M 2001 : Modle MISTRAL 2001 : Frottement en 3D 2003 : Modle UMAT 2003 : Bouclage thermique- mcanique 2003 : Procdures REEV_THE et REEV_MEC 2003-2005 : Modle UO2 ( OTTOSEN-GATT_MONERIE) TOUTATIS 2001-2002 : Frottement en 3D 2003-2005 : Implantation du modle UO2 2003-2005 : Enchanement des rsolutions sur un pas de temps 2005 : Mise niveau des 3 modlisations [2D(r,z) axi] [2D(r, ) plan gene] [3D] 2005-2006 : Appel de modles via UMAT Chronologie des dveloppements (2)