Cette innovation majeure sur les centrales nucléaires pourrait enfin mettre d’accord les “pour” et les “contre” cette énergie qui enflamme les débats en France

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Une carte thermique en temps réel pour une surveillance accrue des centrales nucléaires.

L’Université du Michigan vient de franchir une étape significative dans la surveillance des micro-réacteurs nucléaires grâce à l’élaboration d’une carte thermique 3D en temps réel. Cette avancée majeure permet une observation précise des températures internes de ces installations, essentielle pour assurer leur fonctionnement sécuritaire. Ce développement repose sur une base théorique récemment établie pour évaluer les fonctions de base, qui se combinent pour décrire les tendances fondamentales dans les données.

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Le défi de la reconstruction haute résolution

Traditionnellement, la surveillance des températures dans les micro-réacteurs se faisait par des méthodes peu précises en raison de la complexité des réactions nucléaires et de la distribution spatiale dans ces petits réacteurs. Cependant, cette recherche, publiée dans le journal Applied Mathematical Modelling, propose une méthode adaptée aux grands volumes de données et capable de reconstruire des distributions en haute résolution dans un espace tridimensionnel.

Cette découverte exceptionnelle vient concurrencer la fusion nucléaire et promet un changement radical pour la production d’énergie du futur

Des fonctions de base innovantes

Dean Price, doctorant en sciences nucléaires et radiologiques à l’Université du Michigan, explique que les fonctions de base générales se sont révélées insuffisantes pour le monitoring précis des micro-réacteurs en conditions réelles. Toutefois, l’équipe de recherche a identifié des moyens d’améliorer ces fonctions pour augmenter leur exactitude.

Applications pratiques et flexibilité opérationnelle

Les micro-réacteurs nucléaires, qui peuvent être transportés par un camion semi-remorque, sont conçus pour fonctionner indépendamment ou comme partie intégrante d’un réseau électrique. Ces réacteurs compacts peuvent produire jusqu’à 20 mégawatts d’énergie thermique, utilisable directement sous forme de chaleur ou convertie en électricité.

Schéma de base du microréacteur eVinci de Westinghouse
Schéma de base du microréacteur eVinci de Westinghouse

Vers un réseau électrique décarboné

Ces technologies offrent non seulement des coûts initiaux plus bas et des exigences de localisation réduites, mais elles présentent également un potentiel significatif pour compléter l’énergie renouvelable dans la transition vers un réseau électrique décarboné. Brendan Kochunas, professeur associé en ingénierie nucléaire et sciences radiologiques, souligne l’importance de connaître en permanence ce qui se passe à l’intérieur du réacteur pour relever ce défi.

Surveillance dans les zones reculées

Opérant avec la capacité de fonctionner des années sans rechargement de combustible, les micro-réacteurs offrent une fiabilité et une flexibilité opérationnelle idéales pour les interventions en cas de catastrophe naturelle, les opérations militaires ou les utilisations dans des zones isolées. Cependant, ces applications exigent des systèmes de surveillance sophistiqués pour garantir la sécurité.

Les jumeaux numériques : une technologie prometteuse

Les “jumeaux numériques”, ou des représentations numériques du réacteur physique reconstituées à partir des données des capteurs, représentent une technologie prospective qui pourrait améliorer à la fois la sécurité et la viabilité économique des micro-réacteurs, selon Dean Price.

Vers une modélisation précise et économique

Une reconstruction 3D haute résolution des distributions de température à l’intérieur d’un micro-réacteur à caloduc permet aux systèmes de surveillance de suivre les performances et le statut de sécurité, réduisant ainsi le besoin de main-d’œuvre coûteuse.

Avant le déploiement

Avant toute mise en service, il est crucial de s’assurer que la surveillance par jumeaux numériques fournisse des informations précises pour une opération sécurisée, comme le souligne Majdi Radaideh, professeur adjoint en ingénierie nucléaire à l’Université du Michigan.

La chine révolutionne le monde de l’énergie et fait un bond vers la fusion nucléaire avec le premier tokamak à supraconducteurs haute température du monde

Cet article explore la mise au point d’un modèle 3D en temps réel pour la surveillance des micro-réacteurs nucléaires, offrant une méthode plus précise et efficace pour assurer la sécurité de ces installations. Grâce à l’innovation dans les fonctions de base et l’intégration des jumeaux numériques, cette recherche ouvre la voie à une meilleure compréhension et à une gestion plus efficace des températures internes des micro-réacteurs, augmentant ainsi leur viabilité pour des applications diverses et leur intégration dans un réseau électrique plus écologique.

Source : ScienceDirect

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Guillaume AIGRON
Guillaume AIGRON
Très curieux et tourné vers l'économie, la science et les nouvelles technologies, (particulièrement ce qui touche à l'énergie et les entreprises françaises) je vous propose de vous faire profiter de cette passion à travers des articles d'actualité.

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