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31	Etude de l'explosion de mélanges diphasiques : hydrogène et poussières / Two-phase mixtures explosion study : hydrogen and dusts Sabard, Jérémy 06 September 2013 (has links) Cette étude s’inscrit dans le cadre de la sûreté de l’installation ITER. En effet, des études d’accidentologie concernant cette installation ont permis de mettre à jour un risque d’explosion de mélanges à base d’hydrogène et de poussières. L’objectif de la thèse est d’acquérir les données fondamentales caractérisant l’explosion de ces mélanges diphasiques permettant ainsi d’évaluer les pressions générées par une éventuelle explosion des poussières qu’elle soit concomitante on non à celle de l’hydrogène. Pour se faire, des expériences, en bombe sphérique, ont été réalisées concernant des mélanges gazeux hydrogène - oxygène - azote. Les expériences ont été accomplies pour des températures de 303 et 343 K et des pressions de 50 et 100 kPa pour différentes concentrations en hydrogène et différents rapports N2/O2 dans le mélange. Les paramètres de caractérisation de l’explosion de ces mélanges ont été déterminés tels que la pression maximale de combustion (PMAX), l’indice de déflagration (KG ou KST), le temps de combustion (tC), la vitesse fondamentale de flamme (SL°) et la longueur de Markstein (LB). Une modélisation cinétique de la vitesse de flamme utilisant le code COSILAB a été réalisée, permettant de déduire la vitesse fondamentale de flamme sur la base de trois mécanismes cinétiques détaillés de la littérature. Celle-ci a permis l’évaluation de l’énergie d’activation globale sur la base du modèle cinétique présentant le meilleur accord avec l’expérience. De plus des calculs thermodynamiques à l’équilibre ont été réalisés afin de comparer les pressions maximales de combustion aux valeurs théoriques. Pour les mélanges diphasiques, un nouveau système d’introduction des poussières a été mis en place et des expériences caractérisant les paramètres d’explosion de ces mélanges ont été réalisées dans la bombe sphérique. Celles-ci ont permis de mettre en exergue le fait qu’une explosion de poussières, sous certaines conditions peut-être concomitante à une explosion d’hydrogène. / The context of the study is the safety of the ITER installation. Indeed, studies have shown that it exists a risk for two-phase mixtures of hydrogen and dust can explode and create a safety risk for the ITER installation. This aims to obtain the fundamental data which characterize the explosion of these mixtures and to evaluate the pressure loads they can generate. To do so, experiments in spherical bomb have been carried out for hydrogen - oxygen - nitrogen mixtures at two initial temperatures (303 and 343 K) and pressures (50 and 100 kPa) for different hydrogen concentrations and different N2/O2 ratios. Explosion parameters like maximum combustion pressures (PMAX), deflagration indexes (KG or KST), combustion times (tC), fundamental flame speeds (SL°) and Markstein lengths have been determined. A kinetic modelling of the flame speed, using the COSILAB software was performed based on three detailed kinetic models available in the literature and allowed the calculation of the global activation energy on the basis of the kinetic model which showed the best agreement with the experimental data. Moreover equilibrium calculations were achieved to compare PMAX to the theoretical values. For two-phase mixtures, a new introduction device was tested and set up and experiments characterizing the explosions parameters of the two-phase mixtures have been performed in the spherical bomb. They were able to stress out the fact that, under some circumstances, dust explosion can be concomitant to a hydrogen explosion. Sûreté nucléaire Mélanges diphasiques Bombe sphérique Vitesse fondamentale de flamme Pression maximale de combustion Indice de déflagration Nuclear safety Two-phase mixtures Spherical bomb Fundamental flame speed Maximum combustion pressure Deflagration index
32	Application of the Stimulus-Driven Theory of Probabilistic Dynamics to the hydrogen issue in level-2 PSA. Application de la Stimulus Driven Theory of Probabilistic Dynamics (SDTPD) au risque hydrogène dans les EPS de niveau 2. Peeters, Agnès 05 October 2007 (has links) Les Etudes Probabilistes de Sûreté (EPS) de niveau 2 en centrale nucléaire visent à identifier les séquences d’événements pouvant correspondre à la propagation d’un accident d’un endommagement du cœur jusqu’à une perte potentielle de l’intégrité de l’enceinte, et à estimer la fréquence d’apparition des différents scénarios possibles. Ces accidents sévères dépendent non seulement de défaillances matérielles ou d’erreurs humaines, mais également de l’occurrence de phénomènes physiques, tels que des explosions vapeur ou hydrogène. La prise en compte de tels phénomènes dans le cadre booléen des arbres d’événements s’avère difficile, et les méthodologies dynamiques de réalisation des EPS sont censées fournir une manière plus cohérente d’intégrer l’évolution du processus physique dans les changements de configuration discrète de la centrale au long d’un transitoire accidentel. Cette thèse décrit l’application d’une des plus récentes approches dynamiques des EPS – la Théorie de la Dynamique Probabiliste basée sur les Stimuli (SDTPD) – à différents modèles de déflagration d'hydrogène ainsi que les développements qui ont permis cette applications et les diverses améliorations et techniques qui ont été mises en oeuvre. Level-2 Probabilistic Safety Analyses (PSA) of nuclear power plants aims to identify the possible sequences of events corresponding to an accident propagation from a core damage to a potential loss of integrity of the containment, and to assess the frequency of occurrence of the different scenarios. These so-called severe accidents depend not only on hardware failures and human errors, but also on the occurrence of physical phenomena such as e.g. steam or hydrogen explosions. Handling these phenomena in the classical Boolean framework of event trees is not convenient, and dynamic methodologies to perform PSA studies are expected to provide a more consistent way of integrating the physical process evolution with the discrete changes of plant configuration along an accidental transient. This PhD Thesis presents the application of one of the most recently proposed dynamic PSA methodologies, i.e. the Stimulus-Driven Theory of Probabilistic Dynamics (SDTPD), to several models of hydrogen explosion in the containment of a plant, as well as the developed methods and improvements. PSA STIMOCCO reliability fiabilité stimulus dynamic benchmark SARNET sûreté étude safety analysis probabiliste explosion deflagration niveau 2 severe accident accident grave cell-to-cell mapping combustion EPS cellules Petri dynamique probabilistic level-2 nuclear energy hydrogen énergie nucléaire centrale nucléaire nuclear power plant hydrogène délai delay
33	Combining Discrete Equations Method and Upwind Downwind-Controlled Splitting for Non-Reacting and Reacting Two-Fluid Computations / Combining Discrete Equations Method and Upwind Downwind-Controlled Splitting for Non-Reacting and Reacting Two-Fluid Computations Tang, Kunkun 14 December 2012 (has links) Lors que nous examinons numériquement des phénomènes multiphasiques suite à un accidentgrave dans le réacteur nucléaire, la dimension caractéristique des zones multi-fluides(non-réactifs et réactifs) s’avère beaucoup plus petite que celle du bâtiment réacteur, cequi fait la Simulation Numérique Directe de la configuration à peine réalisable. Autrement,nous proposons de considérer la zone de mélange multiphasique comme une interface infinimentfine. Puis, le solveur de Riemann réactif est inséré dans la Méthode des ÉquationsDiscrètes Réactives (RDEM) pour calculer le front de combustion à grande vitesse représentépar une interface discontinue. Une approche anti-diffusive est ensuite couplée avec laRDEM afin de précisément simuler des interfaces réactives. La robustesse et l’efficacité decette approche en calculant tant des interfaces multiphasiques que des écoulements réactifssont à la fois améliorées grâce à la méthode ici proposée : upwind downwind-controlled splitting(UDCS). UDCS est capable de résoudre précisément des interfaces avec les maillagesnon-structurés multidimensionnels, y compris des fronts réactifs de détonation et de déflagration. / When numerically investigating multiphase phenomena during severe accidents in a reactorsystem, characteristic lengths of the multi-fluid zone (non-reactive and reactive) are foundto be much smaller than the volume of the reactor containment, which makes the directmodeling of the configuration hardly achievable. Alternatively, we propose to consider thephysical multiphase mixture zone as an infinitely thin interface. Then, the reactive Riemannsolver is inserted into the Reactive Discrete Equations Method (RDEM) to compute highspeed combustion waves represented by discontinuous interfaces. An anti-diffusive approachis also coupled with RDEM to accurately simulate reactive interfaces. Increased robustnessand efficiency when computing both multiphase interfaces and reacting flows are achievedthanks to an original upwind downwind-controlled splitting method (UDCS). UDCS is capableof accurately solving interfaces on multi-dimensional unstructured meshes, includingreacting fronts for both deflagration and detonation configurations. Interface Modèle bi-fluide Systèmes non-conservatifs Interface réactive Déflagration Détonation Schéma anti-diffusif Upwind downwind-controlled splitting 1 Interface Two-fluid model Nonconservative systems Compressible multifluid flows (Reactive) Discrete Equations Method Reacting interface Deflagration Detonation Anti-diffusive scheme Upwind downwind-controlled splitting
34	Application of the Stimulus-Driven Theory of Probabilistic Dynamics to the hydrogen issue in level-2 PSA / Application de la Stimulus Driven Theory of Probabilistic Dynamics (SDTPD) au risque hydrogène dans les EPS de niveau 2. Peeters, Agnes 05 October 2007 (has links) Les Etudes Probabilistes de Sûreté (EPS) de niveau 2 en centrale nucléaire visent à identifier les séquences d’événements pouvant correspondre à la propagation d’un accident d’un endommagement du cœur jusqu’à une perte potentielle de l’intégrité de l’enceinte, et à estimer la fréquence d’apparition des différents scénarios possibles.<p>Ces accidents sévères dépendent non seulement de défaillances matérielles ou d’erreurs humaines, mais également de l’occurrence de phénomènes physiques, tels que des explosions vapeur ou hydrogène. La prise en compte de tels phénomènes dans le cadre booléen des arbres d’événements s’avère difficile, et les méthodologies dynamiques de réalisation des EPS sont censées fournir une manière plus cohérente d’intégrer l’évolution du processus physique dans les changements de configuration discrète de la centrale au long d’un transitoire accidentel.<p>Cette thèse décrit l’application d’une des plus récentes approches dynamiques des EPS – la Théorie de la Dynamique Probabiliste basée sur les Stimuli (SDTPD) – à différents modèles de déflagration d'hydrogène ainsi que les développements qui ont permis cette applications et les diverses améliorations et techniques qui ont été mises en oeuvre.<p><p>Level-2 Probabilistic Safety Analyses (PSA) of nuclear power plants aims to identify the possible sequences of events corresponding to an accident propagation from a core damage to a potential loss of integrity of the containment, and to assess the frequency of occurrence of the different scenarios.<p>These so-called severe accidents depend not only on hardware failures and human errors, but also on the occurrence of physical phenomena such as e.g. steam or hydrogen explosions. Handling these phenomena in the classical Boolean framework of event trees is not convenient, and dynamic methodologies to perform PSA studies are expected to provide a more consistent way of integrating the physical process evolution with the discrete changes of plant configuration along an accidental transient.<p>This PhD Thesis presents the application of one of the most recently proposed dynamic PSA methodologies, i.e. the Stimulus-Driven Theory of Probabilistic Dynamics (SDTPD), to several models of hydrogen explosion in the containment of a plant, as well as the developed methods and improvements.<p> / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished Sciences de l'ingénieur Physique Nuclear energy Nuclear power plants -- Accidents Nuclear power plants -- Safety measures Nuclear reactors -- Safety measures Nuclear reactors -- Containment Energie nucléaire Centrales nucléaires -- Accidents Réacteurs nucléaires -- Confinement PSA STIMOCCO reliability fiabilité stimulus dynamic benchmark SARNET sûreté étude safety analysis probabiliste explosion deflagration niveau 2 severe accident accident grave cell-to-cell mapping combustion EPS cellules Petri dynamique probabilistic level-2 nuclear energy hydrogen énergie nucléaire centrale nucléaire nuclear power plant hydrogène délai delay
35	Nanolithography on thin films using heated atomic force microscope cantilevers Saxena, Shubham 01 November 2006 (has links) Nanotechnology is expected to play a major role in many technology areas including electronics, materials, and defense. One of the most popular tools for nanoscale surface analysis is the atomic force microscope (AFM). AFM can be used for surface manipulation along with surface imaging. The primary motivation for this research is to demonstrate AFM-based lithography on thin films using cantilevers with integrated heaters. These thermal cantilevers can control the temperature at the end of the tip, and hence they can be used for local in-situ thermal analysis. This research directly addresses applications like nanoscale electrical circuit fabrication/repair and thermal analysis of thin-films. In this study, an investigation was performed on two thin-film materials. One of them is co-polycarbonate, a variant of a polymer named polycarbonate, and the other is an energetic material called pentaerythritol tetranitrate (PETN). Experimental methods involved in the lithography process are discussed, and the results of lithographic experiments performed on co-polycarbonate and PETN are reported. Effects of dominant parameters during lithography experiments like time, temperature, and force are investigated. Results of simulation of the interface temperature between thermal cantilever tip and thin film surface, at the beginning of the lithography process, are also reported. Characterization Deflection Setpoint Grain rearrangement Array Precise positioning Metrology Explosion Explosives Data storage Material Image processing Slow scan disabled Temperature Tip Local In-situ Nanoscale Electrical circuit fabrication Repair Co-polycarbonate Polymers Polycarbonates Energetic materials PETN Simulation Interface Nano-manufacturing Experiment Calibration Raman Frequency Deflagration Decomposition Detonation Build up Pile-up End capped End capping Cross linked Cross-linked Conductivity Microscale MEMS Microcantilever NEMS DPN tDPN Silicon Glass Peak InVOLS Manipulation AFM Atomic force microscope Defense Nanoscale Surface Stiffness Force Scan size Thermal cantilevers Imaging Lithography Nanolithography Thin films Cantilevers Heaters Technology Nanotechnology Scan velocity Scan rate Bake Anneal Pentaerythritol tetranitrate Thin films Thermal properties Atomic force microscopy Microlithography Nanotechnology Surfaces (Technology) Analysis

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