Etude de la transition choc-détonation du nitrométhane par spectrométrie d'émission

This study is part of a research program on the detonation of high explosives. The objective of this work is to clarify the mechanism of shock initiation of nitromethane (NM), by spectral analysis in the range 0.3-0.85 µm. NM is a liquid explosive, transparent in the visible and near-infrared range. The experiments consist in plane shock impact on explosive targets at 8.6 GPa. Time-resolved radiance profiles and intensity spectra show that chemical species have several optical characteristics depending on the phases of the shock to detonation transition. Shocked NM remains transparent and its temperature is higher than 2500 K because of local chemical reactions. The reactions products produced during the superdetonation formation are semi-transparent: they are optically thick for wavelengths higher than 0.6 µm. The study shows that detonation products behind the detonation wave do not behave like a blackbody in the visible range. Detonation products are semi-transparent and optically thick. A model for the absorption coefficient is proposed for a water vapour and carbon clusters mixture. It is based on a Rayleigh scattering regime and equation of radiative tranfer (ERT) for an emitting and absorbing medium. The resolution of the ERT for semi-transparent gases by an inversion method enables to determine the temperature profiles in the explosive. The method is tested on simple cases of detonation.Ce travail de thèse porte sur l'étude des mécanismes d'amorçage par choc du nitrométhane (NM), explosif liquide, transparent dans le domaine visible et dans le proche infrarouge. Afin de réaliser l'analyse spectrale des produits de réaction du NM en vue de déterminer les profils de température, un banc de spectrométrie d'émission a été mis au point dans le domaine UV-Visible 0,3-0,85 µm. Des essais d'impacts plans à 8,6GPa ont été réalisés. L'étude temporelle et spectrale de la luminance émise durant la TCD montre que les milieux en présence présentent différentes caractéristiques optiques. Le NM sous choc est transparent alors que la température de luminance mesurée est de 2500K, du fait de la présence de réactions chimiques localisées. Les espèces chimiques produites lors de la formation de l'onde de superdétonation constituent un milieu semi-transparent, milieu optiquement mince aux courtes longueurs d'onde, inférieures à 0,6 µm et optiquement épais pour les longueurs d'onde comprises entre 0,6 et 0,85 µm. En détonation quasi-stationnaire, l'étude spectrale dans le domaine visible montre que les produits de détonation n'ont pas le comportement d'un corps noir, mais celui d'un milieu semi-transparent et optiquement épais. Un modèle d'absorption est proposé sur la base d'un milieu constitué de vapeur d'eau et de particules de carbone qui suivent le régime de diffusion Rayleigh. A partir des mesures de luminance, l'inversion mathématique de l'équation de transfert radiatif d'un milieu semi-transparent homogène et non diffusant permet de retrouver les profils de température dans l'épaisseur d'explosif. Elle est validée sur des cas synthétiques de détonation

Instabilité de Rayleigh-Bénard sous champ magnétique : structures et transfert de chaleur

Nous étudions l’influence d’un champ magnétique constant et vertical sur les structures de l’instabilité de Rayleigh-Bénard, ainsi que son effet sur les transferts de chaleur en paroi. Proche de la stabilité marginale, l’écoulement développe des structures fines qui s’élargissent lorsqu’on s’éloigne de cette stabilité marginale. Localement, le transfert de chaleur est modifié, les zones de fort transfertcorrespondant aux zones où la vitesse dirigée selon la normale sortante de la paroi est importante. Le transfert global est légèrement diminué par rapport au cas non magnétique

Magnetic field effects on three-dimensional natural convection (S23)

We study the structure of a magnetoconvective flow. The magnetic field modifies the heat fluxes at the walls. It tends to destroy the three-dimensional patterns in favor of two-dimensional rolls. The last part of this paper consists in an extent to the marginal stability theory, thanks to a finite difference scheme. We also present the validation of the developments of the finite volume code Jadim, thanks to the simulation of magnetohydrodynamic (MHD) flows that have analytical solutions

Etude de la transition choc-détonation du nitrométhane par spectrométrie d'émission

Ce travail de thèse porte sur l'étude des mécanismes d'amorçage par choc du nitrométhane (NM), explosif liquide, transparent dans le domaine visible et dans le proche infrarouge. Afin de réaliser l'analyse spectrale des produits de réaction du NM en vue de déterminer les profils de température, un banc de spectrométrie d'émission a été mis au point dans le domaine UV-Visivle 0,3-0,85 ưm. Des essais d'impacts plans à 8,6 GPa ont été réalisés. L'étude temporelle et spectrale de la luminance émise durant la TCD montre que les milieux en présence présentent différentes caractéristiques optiques. Le NM sous choc est transparent alors que la température de luminance mesurée est de 2500 K, du fait de la présence de réactions chimiques localisées. Les espèces chimiques produites lors de la formation de l'onde de superdétonation constituent un milieu semi-transparent, milieu optiquement mince aux courtes longueurs d'onde, inférieures à 0,6 ưm et optiquement épais pour des longueurs d'onde comprises entre 0,6 et 0,85 ưm...NANTERRE-BU PARIS10 (920502102) / SudocSudocFranceF

: structures et transfert de chaleur

National audienceNous étudions l’influence d’un champ magnétique constant et vertical sur les structures de l’instabilité de Rayleigh-Bénard, ainsi que son effet sur les transferts de chaleur en paroi. Proche de la stabilité marginale, l’écoulement développe des structures fines qui s’élargissent lorsqu’on s’éloigne de cette stabilité marginale. Localement, le transfert de chaleur est modifié, les zones de fort transfertcorrespondant aux zones où la vitesse dirigée selon la normale sortante de la paroi est importante. Le transfert global est légèrement diminué par rapport au cas non magnétique

: structures et transfert de chaleur

National audienceNous étudions l’influence d’un champ magnétique constant et vertical sur les structures de l’instabilité de Rayleigh-Bénard, ainsi que son effet sur les transferts de chaleur en paroi. Proche de la stabilité marginale, l’écoulement développe des structures fines qui s’élargissent lorsqu’on s’éloigne de cette stabilité marginale. Localement, le transfert de chaleur est modifié, les zones de fort transfertcorrespondant aux zones où la vitesse dirigée selon la normale sortante de la paroi est importante. Le transfert global est légèrement diminué par rapport au cas non magnétique

Influence of skin depth on convective heat transfer in induction heating

We investigate convection driven by induction heating of a horizontal fluid layer using direct numerical simulations (DNS). This problem is of particular interest in the context of nuclear severe accident mastering. In a real severe accident, the molten core is subjected to homogeneous internal sources resulting from nuclear disintegrations. This situation is mimicked in the laboratory using induction heating as the internal source. In induction heating, however, heat sources are localized in the skin layer. Consequently, this concentration of heat may modify the flow and wall heat transfer compared to the case of homogeneous internal sources. DNS are carried out for three typical skin depths and three total deposited powers. Skin depth variations show surprising results regarding flow structures and heat transfer. It is found that the heat sources' heterogeneity has a weak effect on flow patterns. Consequently, models of heat transfer in the case of homogeneous sources remain valid even with strong localized heating near the bottom

Etude de différents moyens de mitigation aerosol pour le retrait du corium à Fukushima Daiichi

International audienceThe general context of the article is to evaluate strategies that can be used to mitigate aerosol dispersion during the fuel debris or corium retrieval from Fukushima damaged reactors. We propose to study various mitigation means, such as the spray scrubbing technology used to collect airborne particles, resin coating and local collection

High-temperature ex-vessel corium spreading. Part 1: Experimental investigations on ceramic and sacrificial concrete substrates.

International audienceOptimizing melt spreading in the aftermath of a core disruptive accident is crucial for achieving sufficient melt cooling to maintain reactor containment integrity. Two $\approx$ 30 kg-scale experiments performed at the VULCANO facility explore the spreading of high-temperature molten corium-concrete mixtures over ceramic and sacrificial concrete substrates. Imaging of the melt front propagation revealed a 7% increase in spreading length and a 30% increase in maximum front velocity during spreading over sacrificial concrete, despite a reduced mass partaking in spreading due to holdup within the crucible. Infrared imaging of the melt indicated surface temperatures around 45 °C lower during spreading on sacrificial concrete, which is anticipated to result in a roughly three-fold increase in melt viscosity. The reduced mass and elevated viscosity during spreading on sacrificial concrete imply an enhanced spreadability on concrete greater than the observed 7% increase in spreading length. This enhanced spreadability on sacrificial concrete could be explained by the apparent gliding motion of the melt, consistent with reduced friction at the melt-substrate interface. Reduced friction at the melt-substrate interface is best explained by a diphasic film of molten concrete and gaseous concrete decomposition products acting as a lubricant between the melt and solid substrate

Etude de différents moyens de mitigation aerosol pour le retrait du corium à Fukushima Daiichi

International audienceThe general context of the article is to evaluate strategies that can be used to mitigate aerosol dispersion during the fuel debris or corium retrieval from Fukushima damaged reactors. We propose to study various mitigation means, such as the spray scrubbing technology used to collect airborne particles, resin coating and local collection