Laboratoire de Réalisation d’Equipements Expérimentaux (LR2E)
« l’innovation technologique au service de la Recherche »
Le Laboratoire de Réalisation d'Equipements Expérimentaux (LR2E) fait partie du Service de l’Ingénierie et des Projets de Recherche (SIPR). Il est situé à Cadarache, dans les Bouches du Rhône. Sa mission principale est la conception, le développement, la qualification et la réalisation d’installations et d’équipements expérimentaux. Il comprend une quinzaine de collaborateurs, ingénieurs et techniciens en mécanique, électrotechnique et instrumentation et forme régulièrement des apprentis.
Contexte
Le laboratoire est sollicité par les chercheurs de l’ASNR lorsqu’aucun moyen expérimental n’est accessible au niveau national ou international pour répondre à leurs besoins de recherche.
En interaction avec ces chercheurs, le laboratoire conçoit, réalise et qualifie des installations expérimentales ainsi que des dispositifs expérimentaux.
Le champ d’application de ces moyens expérimentaux est extrêmement varié et leurs conditions de fonctionnement nécessitent des capteurs et solutions de mesure adaptés. Lorsque les solutions industrielles ne suffisent plus, le laboratoire développe et qualifie des instruments de mesure innovants.
Domaines de compétences
Le laboratoire réalise l’étude, la conception et le suivi de réalisation de dispositifs expérimentaux en pile et hors pile conformément à différents codes de construction (RCCM, RCCMX, ASME, CODAP…) et diverses réglementations (ESPN, ESP…). Il conçoit également l’électronique et les chaînes de mesure associées, afin de maîtriser l’acquisition et la supervision des installations expérimentales.
Enfin, il mène des activités de recherche portant sur le développement et la qualification d’instrumentations adaptées aux conditions sévères :
-
Haute température, haute pression, vide poussé
-
Fréquence et précision élevées
-
Encombrement limité
-
Résistance aux rayonnements (neutron, bêta, gamma)
Axes de recherche
Le laboratoire a conçu et suivi la réalisation des dispositifs expérimentaux du programme OCDE/AEN CIP réalisé dans le réacteur expérimental CABRI. Il a également conçu le dispositif expérimental COCAGNE du projet ANR PERFROI, hébergé au sein de la plateforme expérimentale MAESTRO, ou encore les dispositifs expérimentaux MIDI, MEDEA et ASPIC des programmes ANR DENOPI et OCDE/AEN POLCA, hébergés au sein de la plateforme expérimentale THEMA. Le laboratoire est également impliqué dans plusieurs programmes de recherche, notamment sur le vieillissement des ouvrages en béton armé dans le cadre du projet ODOBA, ainsi que sur la phénoménologie des systèmes passifs de réacteurs modulaires de moyenne puissance (PRM) dans le cadre du projet ANR PASTIS.
Accident d’injection de réactivité (RIA) dans un réacteur à eau pressurisée (REP)
Dans le cadre du programme d’essais CIP mené dans le réacteur expérimental CABRI , le laboratoire a réalisé des dispositifs instrumentés destinés à accueillir les crayons de combustible à tester.
En savoir plus sur l'Accident d’injection de réactivité (RIA).
Accident de perte de réfrigérant primaire (APRP) dans un réacteur à eau pressurisée (REP)
Dans le cadre du programme PERFROI, le laboratoire a réalisé l’installation COCAGNE pour l’étude de la déformation et éclatement de gaine de combustible, ainsi que l’installation COAL destinée à étudier la refroidissabilité des crayons de combustible dans différentes configurations figées, qu’ils soient intacts ou déformés.
En savoir plus sur l'Accident de perte de réfrigérant primaire (APRP).
Comportement du combustible lors d’un accident de perte de refroidissement d’une piscine de désactivation.
Dans le cadre des programmes DENOPI et POLCA, le laboratoire a réalisé les installations MEDEA et ASPIC, dédiées à l’étude de l’impact d’une aspersion sur le refroidissement d’une grappe de crayons de combustible, ainsi que l’installation MIDI, dédiée à l’étude du comportement thermohydraulique d’une piscine de désactivation.
Vieillissement des ouvrages en béton armé
Dans le cadre du programme ODOBA, le laboratoire réalise des piscines de vieillissement accéléré avec une instrumentation des blocs de béton.
Systèmes passifs pour le refroidissement de réacteurs de nouvelle génération
Équipements et logiciels
Le laboratoire a développé et exploite ses propres installations expérimentales de qualification d’instrumentation (MAKI et CSN) et dispose également d’étuve et de four d’étalonnage.
Les principaux logiciels du commerce utilisés par le laboratoire sont :
- SolidWorks, AutoCAD et SEE Electrical, CANECO BT dans le design des installations
- LabVIEW pour les IHM utilisées dans la supervision des installations.
Par ailleurs le laboratoire abrite un Fab Lab, avec un personnel référent pour l’utilisation de machines-outils (impression 3D, découpe / gravure laser, découpe à eau, …).
-
Dispositif expérimental permettant de qualifier la mesure de température de la gaine d’un crayon de combustible par fibre optique dans des conditions thermohydrauliques représentatives des conditions attendues lors d’essais APRP en réacteur de recherche (en termes de pression, de température, de vapeur sèche, mais sans contrainte neutronique).
-
Banc d’essai CHAMPAGNE SUPERNOVA (CSN) destiné à réaliser des transitoires de débit aux conditions REP (155 bar, 300°C) afin de qualifier de l’instrumentation, notamment le comportement de débitmètres (à cible et tube de Pitot). Le principe est basé sur la mise en mouvement d’un petit volume d’eau par la libération d’un piston soumis à une forte différence de pression.
-
Le laboratoire dispose d’une étuve à vide dont le rôle principal est de traiter les câbles ou capteurs qui auraient perdu leur résistance d’isolement par prise d’humidité en les maintenant plusieurs heures sous vide, jusqu’à 200 °C.
Le laboratoire dispose également d’un four à corps noir qui permet d’étalonner ou de vérifier les étalonnages d’appareil de mesure comme des caméras thermiques ou des pyromètres infrarouge jusqu’à 1200°C. Il permet aussi de caractériser les chemins optiques (fibres optiques et spectromètres) utilisés dans l’installation MAKI.
Partenariat et réseaux de recherche
Le laboratoire collabore avec des organismes de recherche nationaux et internationaux notamment dans le domaine de l’instrumentation pour l’application de la fibre optique :
- à la recherche expérimentale sur le vieillissement du béton avec UGE (Université Gustave Eiffel)
- à la mesure de température de gaine combustible sans contact avec le CEA et INL (Idaho National Laboratory)
Laboratoires IRSN partenaires
- Laboratoire d'Expérimentation en Mécanique et Matériaux (LE2M)
- Laboratoire d’Expérimentation en Thermo Hydraulique (LETH)
- Laboratoire d'expérimentation environnement et chimie (L2EC)
- Laboratoire d’Etude et de Modélisation du Combustible (LEMC)
- Laboratoire de Statistique et des Méthodes Avancées (LSMA)
- Laboratoire de Neutronique (LN)
- Laboratoire d’Expérimentations sur le Comportement des Equipements et de la Ventilation (LECEV)
- Laboratoire d’Etude des Transferts de Radioéléments (LETR)
- Laboratoire d'Expérimentation des Feux (LEF)
- Laboratoire de l'Incendie et des Explosions (LIE)
Équipe de recherche
- Thomas ALBERTINI, Chargé d’affaires mécanique/projeteur
- Gil BOIOLI, Ingénieur Chargé d’affaires instrumentation
- Frédéric BONNET, Ingénieur Chargé d’affaires électrotechnique
- Florian ENDINGER, Chargé d’affaires mécanique/projeteur
- Stéphane EYMERY, Ingénieur Chargé d’affaires instrumentation
- Quentin GRANDO, Ingénieur Chargé d’affaires instrumentation (référent)/Adjoint du chef du LR2E (orcid.org/0000-0002-8649-5707)
- Terraï HUTCHINGS, Ingénieur Chargé d’affaires mécanique
- Eric MAGLICA, Ingénieur/Chef du LR2E
- Tristan MUNNERA, Ingénieur Chargé d’affaires Génie Electrique
- Julien OLIVIERI, Ingénieur Chargé d’affaires instrumentation
- Thibault ORLANDINI, Ingénieur Chargé d’affaires mécanique
- Jean-Christophe PRELE, Ingénieur Chargé d’affaires mécanique
Le laboratoire accueille régulièrement des apprentis ingénieurs en contrat d’alternance dans le domaine de la mécanique, des matériaux et de l’instrumentation.