Résumé
Les opérateurs des centrales nucléaires portent une grande importance à la connaissance de la pression et de la composition gazeuse interne des crayons combustibles. Lors de l'irradiation, des gaz de fission tels que l'hélium, le xénon et le krypton sont libérés, ce qui entraîne une augmentation de la pression à l'intérieur des crayons. La mesure de ces deux paramètres peut fournir des informations cruciales sur le comportement du combustible et refléter ses performances globales pendant son transport et son stockage et pendant le fonctionnement de la centrale.L’équipe Acoustique de l'IES, en collaboration avec EDF, travaille sur la mise en place d’une méthode acoustique non destructive pour effectuer des mesures sur des assemblages de crayons combustibles lorsqu’ils sont disposés dans les piscines de stockage. Cela devrait permettre d'éviter des opérations compliquées, sensibles et coûteuses, tout en facilitant des campagnes de mesure plus larges qui serviraient à enrichir les bases de données statistiques.Le principe de la mesure consiste à déterminer la vitesse et l'atténuation des ondes acoustiques se propageant à travers le gaz dans le plénum des crayons combustibles. Un capteur piézoélectrique en forme de tuile est positionné à la surface du crayon afin de permettre la propagation des ondes acoustiques à l’intérieur de celui-ci. Le signal réfléchi est récupéré par le capteur et analysé : la composition du gaz est reliée au temps de vol du signal acoustique et la pression peut être déterminée par un processus de calibration basé sur l'amplitude du signal réfléchi.En 2012, la faisabilité de cette méthode de mesure a été démontrée par des tests sur des crayons combustibles irradiés au CEA – LECA. Au cours des dix dernières années, des améliorations significatives ont été apportées à la conception du capteur et aux techniques de traitement du signal mesuré, visant à couvrir des plages de pression et de composition plus faibles. La génération actuelle de capteurs permet des mesures sur un spectre plus large du cycle du combustible, allant de 40 à 70 bars et jusqu’à de l’hélium pur (en début de vie du crayon).Les travaux présentés se concentreront sur les derniers développements concernant le traitement des données pour une meilleure réjection du bruit, le processus de fabrication des capteurs et l'évaluation du contact entre le crayon combustible et le capteur acoustique, ouvrant la voie à la qualification industrielle.