Contribution à l’étude de la réaction sodium-eau : application à la télédétection de l’hydrogène

Le fil conducteur de ce travail a porte sur les problemes de securite des installations energetiques qu’elles soient nucleaires comme la filiere neutrons rapides qui utilise le sodium comme fluide caloporteur ou pour l’hydrogene comme moyen de stockage des energies renouvelables. On s’est d’abord interesse dans le cadre d’une etude experimentale et de modelisation entreprise avec le CEA Cadarache a comprendre le mecanisme mal connu de la reaction sodium-eau a partir de la determination des champs de temperature et de concentration dans l’immersion dans un volume d’eau d’une boule de sodium. Les gaz degages sont la vapeur d’eau, la vapeur de sodium, l’hydrogene et le radical OH° .Nous avons montre que la cinetique de reaction caracterisee par un temps assez long de latence que nous avons modelise, progresse comme la pression de vapeur du sodium solide puis liquide jusqu’a atteindre 250°C ou se produit une desagregation puis l’explosion qui est peut-etre du type de Coulomb. La temperature des effluents plafonne alors a 1400°C. Dans une deuxieme partie nous avons utilise les developpements que nous avions faits precedemment a la teledetection par effet Raman de l’hydrogene. La teledetection de ce gaz inodore et incolore est une des conditions au developpement de l’hydrogene « combustible du futur ». Avec le laser picoseconde utilise, et bien que l’effet Raman soit particulierement faible, nous pouvons determiner la concentration d’une fuite et aussi ce qui est original la temperature d’une flamme a des distances atteignant la centaine de metres.