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.
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.
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.
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
