FR2968448A1 - Cellule calorimetrique mobile pour mesure d'echauffement en cœur de reacteur nucleaire - Google Patents

Abstract

Cellule calorimétrique, notamment pour calorimètre différentiel de mesure d'échauffement dans un réacteur nucléaire, comprenant au moins deux éprouvettes (31, 33) formées par au moins une éprouvette pleine (31) équipée d'un noyau (1) et une éprouvette vide (33), des moyens de déplacement pilotés par le système de recueil et de pilotage déplaçant la cellule calorimétrique le long d'un axe vertical de mesure, des moyens de calcul déterminant l'échauffement dans le noyau (1) de chaque éprouvette pleine (31) pour une position donnée du noyau (1) le long de l'axe vertical, à partir d'une différence entre des différences de températures relatives à l'éprouvette pleine (31) lorsque l'éprouvette pleine (31) se situe à ladite position donnée et des différences de températures relatives à l'éprouvette vide (33) lorsque l'éprouvette vide (33) se situe à ladite position donnée consécutivement à un déplacement de la cellule calorimétrique.

Description

Cellule calorimétrique mobile pour mesure d'échauffement en coeur de réacteur nucléaire La présente invention concerne une cellule calorimétrique mobile pour la mesure de l'échauffement d'un échantillon en coeur de réacteur nucléaire. Elle s'applique notamment au domaine de l'industrie nucléaire, et plus particulièrement des systèmes de mesure du champ de rayonnement en coeur d'un réacteur nucléaire. 1 o II existe deux types principaux de rayonnements au sein d'un réacteur nucléaire : les neutrons et les photons gamma. Il est possible de quantifier le rayonnement de neutrons, ou plus précisément le nombre de particules, c'est-à-dire le flux ou la fluence neutronique, à l'aide de systèmes spécifiques tels que des chambres à fission, des collectrons ou encore des détecteurs 15 d'activation. En ce qui concerne les photons gamma, ceux-ci ont la propriété de déposer leur énergie dans la matière, et donc d'échauffer celle-ci. Ainsi, tous les dispositifs expérimentaux, les structures du réacteur, ainsi que toutes les matières présentes en coeur de réacteur, s'échauffent sous l'action du 20 rayonnement gamma. Il est alors indiqué de quantifier l'échauffement global produit par les photons, plutôt que le flux particulaire par un dénombrement de ceux-ci. En effet, la résistance des matériaux, le dimensionnement thermique des structures ou des dispositifs expérimentaux placés sous flux, dépend en premier lieu de l'échauffement gamma dans lequel ce systèmes 25 sont placés. Dans un réacteur de puissance, la valeur de l'échauffement en coeur ou en périphérie de réacteur varie relativement peu, car toutes les structures et tous les systèmes internes sont figés. En revanche, dans un réacteur de type expérimental, les programmes de fonctionnement sont variés et peuvent changer d'un cycle de réacteur à l'autre. De la sorte, il est 30 nécessaire, dans le but de dimensionner chaque nouveau dispositif expérimental du point de vue de la sûreté nucléaire, de caractériser l'échauffement nucléaire dans lequel le dispositif doit être placé. En outre, le dimensionnement du dispositif du point de vue de la régulation thermique est important pour pouvoir répondre aux spécifications et respecter des 35 températures cibles sur des échantillons de matériaux devant être irradiés dans le dispositif.

L'échauffement nucléaire est habituellement mesuré par une méthode calorimétrique. Une méthode calorimétrique consiste essentiellement à déterminer l'échauffement d'un petit élément de matière ou échantillon ou encore noyau de référence, habituellement en graphite, dont la masse est connue, par augmentation de la température de celui-ci sous rayonnement. Une méthode calorimétrique utilise un calorimètre de type adiabatique ou bien de type isotherme. Un type de calorimètre utilisé dans des réacteurs nucléaires expérimentaux est le calorimètre différentiel. La mesure d'échauffement par le calorimètre différentiel se base sur la différence de température entre deux éprouvettes essentiellement identiques comprises dans une cellule calorimétrique, les éprouvettes étant par exemple réalisées en aluminium : une première éprouvette dite pleine, contient un échantillon dans lequel le dépôt d'énergie doit être mesuré, et une seconde éprouvette est vide. Le dépôt d'énergie peut être déduit de la différence de température entre les deux éprouvettes, et s'exprime habituellement en Watt par gramme (W/g). La température de chaque éprouvette peut par exemple être mesurée avec un thermocouple. Le principe d'un calorimètre différentiel est explicité ci-après en référence à la figure 1. Dans les calorimètres différentiels connus de l'état de la technique, et dans le domaine des réacteurs nucléaires, les deux éprouvettes se situent à une même altitude dans le champ de rayonnement du réacteur. De la sorte, les deux éprouvettes ne subissent pas les effets d'un gradient axial et sont exposées au même niveau d'échauffement, et la différence de température entre les deux éprouvettes fournit directement la valeur de l'énergie déposée dans le noyau. Ce fait implique cependant deux inconvénients explicités ci-après. Un premier inconvénient est lié au fait que des éprouvettes situées à la même altitude doivent être disposées côte à côte ; de la sorte, elles occupent un volume relativement important, à l'instar du diamètre hors tout de la cellule calorimétrique ainsi constituée. Cela a pour implication que le système de mesure ne fournit pas une valeur parfaitement locale de l'échauffement. En effet, une augmentation de la masse de l'échantillon augmente la sensibilité du calorimètre, mais la taille de la cellule calorimétrique augmente alors d'autant. Il est en effet nécessaire d'augmenter préférentiellement le diamètre des éprouvettes plutôt que leur hauteur, afin de conserver une mesure locale en altitude. Le second inconvénient est lié au gradient latéral subi par les éprouvettes situées à la même altitude, ce gradient étant d'autant plus influent que les éprouvettes sont espacées l'une de l'autre. Un dispositif connu de l'état de la technique permet de remédier à ce second inconvénient, et consiste essentiellement en une disposition dans une cellule calorimétrique de quatre éprouvettes placées les unes à côté des autres, de manière à ce que deux éprouvettes vides soient diamétralement opposées à 1 o deux éprouvettes pleines. Ainsi, par un calcul de la différence entre la valeur moyenne des températures des deux éprouvettes vides, et la valeur moyenne des températures des deux éprouvettes pleines, il est possible d'apprécier l'échauffement en s'abstenant de l'influence du gradient latéral. La mesure de l'échauffement est alors celle du centre géométrique des 15 quatre éprouvettes. Cependant une telle cellule calorimétrique présente l'inconvénient d'être volumineuse. De plus, si une telle cellule calorimétrique est utilisée pour une mesure de la répartition axiale de l'échauffement, il est nécessaire de recourir à un empilement d'autant d'étages comprenant chacun une telle cellule calorimétrique, que de points de mesure souhaités. 20 Tous ces étages peuvent être disposés au sein d'un dispositif désigné canne de mesure. Un tel empilement implique une grande complexité de réalisation, car pour chaque étage, huit fils de mesure au minimum doivent remonter le long de la canne de mesure. Les réalisations pratiques de tels dispositifs se limitent ainsi généralement à cinq étages. Or, cinq points de mesure 25 constituent un minimum pour établir une distribution axiale de l'échauffement pour recouvrir la hauteur de la partie fissile d'un réacteur. De plus, un tel dispositif ne permet pas d'apprécier l'échauffement en dehors de la partie fissile du réacteur, c'est-à-dire juste au dessus ou en dessous de celle-ci, où cette appréciation s'avère pourtant particulièrement utile pour le 30 dimensionnement des dispositifs expérimentaux. Un autre inconvénient des calorimètres connus décrits ci-dessus, est lié au fait que ceux-ci doivent demeurer sous flux pendant toute la durée du cycle du réacteur, puisqu'il n'est pas permis de les installer ou de les retirer en cours de fonctionnement. Or il peut être nécessaire de procéder au 35 réétalonnage des calorimètres, leurs performances étant affectées par les dégradations impliquées par le flux. Il est connu de procéder à un étalonnage des calorimètres, en équipant la cellule calorimétrique de résistances électriques insérées à l'intérieur des éprouvettes de façon à permettre la détermination de leurs pentes de fonctionnement, exprimées en °C / W.

Malheureusement les résistances électriques vieillissent, et leur valeur varie sous irradiation, rendant le réétalonnage de la cellule calorimétrique difficile, voire impossible. De la même manière, les thermocouples utilisés pour la mesure de la température des éprouvettes peuvent voir leurs performances altérées sous irradiation.

Un but de la présente invention est de remédier au moins aux inconvénients précités, en proposant une cellule calorimétrique de faible encombrement pouvant notamment équiper un dispositif de type calorimètre différentiel, de mise en oeuvre aisée, pouvant le cas échéant être ré- étalonnée, et permettant une mesure de la distribution axiale de l'échauffement à l'intérieur et au dessus du coeur du réacteur. Un avantage de l'invention est que la réalisation d'un calorimètre différentiel équipé d'une cellule calorimétrique selon l'un des modes de réalisation décrits ci-après, est relativement peu coûteuse.

Un autre avantage de l'invention est qu'un calorimètre différentiel équipé d'une cellule calorimétrique selon l'un des modes de réalisation décrits ci-après peut en outre permettre d'apprécier de manière continue l'échauffement, non seulement sur toute la hauteur de la partie fissile d'un réacteur, mais également au dessus ou en dessous de celle-ci.

Un autre avantage de l'invention est qu'un calorimètre différentiel équipé d'une cellule calorimétrique selon l'un des modes de réalisation décrits ci-après, notamment en raison de ses dimensions réduites, permet une mesure plus locale de l'échauffement. Un autre avantage de l'invention est qu'un calorimètre différentiel équipé d'une cellule calorimétrique selon l'un des modes de réalisation décrits ci-après, peut être ré-étalonné au cours de son utilisation, c'est-à-dire au cours ou hors d'un cycle de fonctionnement du réacteur. Un autre avantage de l'invention est qu'un calorimètre différentiel équipé d'une cellule calorimétrique selon un mode avantageux de l'invention décrit en détails ci-après, peut en outre comprendre des moyens de mesure permettant une mesure additionnelle du rayonnement neutronique.

Un autre avantage de l'invention est qu'un calorimètre différentiel équipé d'une cellule calorimétrique selon l'un des modes de réalisation décrits ci-après, est plus facilement modélisable par calculs, pour réaliser des comparaisons calculs-mesures, car il possède une géométrie axisymétrique.

A cet effet, l'invention a pour objet une cellule calorimétrique, notamment pour calorimètre différentiel de mesure d'échauffement dans un réacteur nucléaire, le calorimètre comprenant un système de recueil et de pilotage, la cellule calorimétrique comprenant au moins deux éprouvettes formées par au moins une éprouvette pleine équipée d'un noyau et une éprouvette vide, les éprouvettes étant disposées dans une enceinte étanche, la cellule calorimétrique étant caractérisée en ce que : - les éprouvettes sont disposées les unes au-dessus des autres et séparées d'une distance inter-éprouvettes, chaque éprouvette étant reliée à un socle par l'intermédiaire d'un cylindre de liaison, ^ des premiers moyens de mesure de température sont disposés au sommet de chaque cylindre de liaison et au niveau de chaque socle, les moyens de mesure étant reliés au système de recueil et de pilotage, - des moyens de déplacement pilotés par le système de recueil et de pilotage déplacent la cellule calorimétrique le long d'un axe vertical de mesure au sein du réacteur nucléaire, d'un pas déterminé vers le haut ou vers le bas, - des moyens de calcul mis en oeuvre dans le système de recueil et de pilotage, sont configurés pour déterminer l'échauffement dans le noyau de chaque éprouvette pleine pour une position donnée du noyau le long de l'axe vertical, à partir d'une différence entre : o la différence entre la température relevée par les moyens de mesure disposés au sommet du cylindre de liaison de l'éprouvette pleine et la température relevée par les moyens de mesure disposés au niveau du socle de l'éprouvette pleine lorsque celle-ci se situe à ladite position donnée et, o la différence entre la température relevée par les moyens de mesure disposés au sommet du cylindre de liaison du cylindre de liaison de l'éprouvette vide et la température relevée par les moyens de mesure disposés au niveau du socle de l'éprouvette vide lorsque celle-ci se situe à ladite position donnée consécutivement à un déplacement de la cellule calorimétrique d'une distance égale à ladite distance inter-éprouvettes.

Dans un mode de réalisation de l'invention, la cellule calorimétrique peut comprendre une éprouvette vide située en dessous d'une éprouvette 15 pleine. Dans un mode de réalisation de l'invention, la cellule calorimétrique peut comprendre une éprouvette vide située en dessous d'une pluralité d'éprouvettes pleines disposées les unes au-dessus des autres, chaque éprouvette pleine comprenant un échantillon d'un matériau de numéro 20 atomique différent. Dans un mode de réalisation de l'invention, chaque éprouvette peut comprendre une résistance électrique parcourue par un courant électrique contrôlé par le système de recueil et de pilotage. Dans un mode de réalisation de l'invention, le courant électrique dans 25 chacune des éprouvettes peut être progressivement augmenté, une mesure de la température au niveau de chaque éprouvette étant réalisée par les moyens de mesure en fonction du courant électrique permettant la détermination des valeurs des pentes respectives des éprouvettes pleine et vide, un coefficient d'étalonnage k de la cellule calorimétrique étant 30 déterminé selon la relation suivante : 10 k= 1 Me.P +mv.(P -P) ,où: Me désigne la masse du noyau inclus dans l'éprouvette pleine, m' désigne la masse de la partie supérieure de chacune des éprouvettes, située au-dessus du point au niveau duquel la mesure de température est réalisée. Dans un mode de réalisation de l'invention, les moyens de recueil et de pilotage peuvent être configurés pour réaliser une première détermination relative à l'éprouvette pleine à une première position donnée de la cellule calorimétrique, de la différence entre les températures au niveau du sommet du cylindre de liaison et au niveau du socle de l'éprouvette pleine, les moyens de déplacement étant alors configurés pour déplacer la cellule calorimétrique le long de l'axe vertical de mesure jusqu'à une seconde position pour laquelle l'éprouvette vide se situe à l'altitude de l'éprouvette pleine avant le déplacement, les moyens de recueil et de pilotage étant configurés pour injecter un courant électrique dans la résistance électrique équipant l'éprouvette vide, jusqu'à ce que le résultat d'une seconde détermination de la différence entre les températures au niveau du sommet du cylindre de liaison et au niveau du socle de l'éprouvette vide soit égal à la valeur résultant de la première détermination relative à l'éprouvette pleine, le dépôt d'énergie dans le noyau étant alors déterminé par le produit de la résistance électrique de l'éprouvette vide par le carré de l'intensité du courant électrique ainsi ajusté. Dans un mode de réalisation de l'invention, la cellule calorimétrique peut être caractérisée en ce que : - les moyens de recueil et de pilotage sont configurés pour réaliser une première détermination, à une première position donnée de la cellule calorimétrique, de la différence entre les températures au niveau du sommet du cylindre de liaison et du socle de l'éprouvette pleine, - les moyens de déplacement sont alors configurés pour déplacer la cellule calorimétrique le long de l'axe vertical de mesure le long de l'axe principal jusqu'à une seconde position pour laquelle l'éprouvette vide se situe à l'altitude de l'éprouvette pleine avant le déplacement, - les moyens de recueil et de pilotage sont alors configurés pour réaliser une seconde détermination de la 30 35 différence entre les températures au niveau du sommet du cylindre de liaison et du socle de l'éprouvette vide, et pour relever une première détermination d'écart de température sans chauffage extérieur correspondant à l'écart entre lesdites première et seconde déterminations, - les moyens de déplacement sont alors configurés pour déplacer la cellule calorimétrique, de manière à être située à nouveau à ladite première position, ^ les moyens de recueil et de pilotage sont alors configurés pour ajuster un courant électrique injecté dans la résistance électrique équipant l'éprouvette pleine, et pour relever la différence entre les températures au niveau du sommet du cylindre de liaison et du socle de l'éprouvette pleine, - les moyens de recueil et de pilotage sont alors configurés pour réaliser une deuxième détermination d'écart de température avec chauffage extérieur, correspondant à l'écart entre les deux différences de température entre le niveau du sommet du cylindre de liaison et du socle de l'éprouvette pleine avec chauffage extérieur, - le courant électrique étant ajusté jusqu'à ce que le résultat de la deuxième détermination d'écart de température soit égal à celui de la première détermination d'écart de température, - l'échauffement dans le noyau de l'éprouvette pleine étant alors déterminé par le produit de la résistance électrique de l'éprouvette pleine par le carré de l'intensité du courant électrique ainsi ajusté.

Dans un mode de réalisation de l'invention, un collectron peut être compris dans le premier socle de l'éprouvette pleine. 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description, donnée à titre d'exemple, faite en regard des dessins annexés qui représentent :

la figure 1, la vue en coupe d'une cellule calorimétrique à deux éprouvettes pour calorimètre différentiel, selon un mode de réalisation connu ; les figures 2a et 2b, des vues en coupe respectivement de profil et de dessus, d'une cellule calorimétrique à quatre éprouvettes d'un calorimètre différentiel, selon un mode de réalisation alternatif connu ; la figure 3, une vue en coupe illustrant de manière synoptique le principe d'une cellule calorimétrique mobile d'un calorimètre différentiel, selon un exemple de réalisation de l'invention ; la figure 4, une vue en coupe illustrant le détail d'une cellule calorimétrique mobile d'un calorimètre différentiel, dans un exemple de réalisation de l'invention ; la figure 5, une vue en coupe illustrant une cellule calorimétrique mobile associée à des moyens de déplacement, l'ensemble étant compris dans un dispositif de mesure, selon un exemple de réalisation de l'invention.

La figure 1 présente la vue en coupe d'une cellule calorimétrique à 25 deux éprouvettes pour calorimètre différentiel, selon un mode de réalisation connu. Une cellule calorimétrique peut être comprise dans une enceinte 10. La cellule calorimétrique peut comprendre une éprouvette pleine 11 et une éprouvette vide 13. L'éprouvette pleine 11 contient un échantillon 1. 30 L'éprouvette pleine 11 est reliée à un socle métallique 15, par l'intermédiaire d'un premier cylindre de liaison 111. De la même manière, l'éprouvette vide 13 est reliée au socle métallique 15 par l'intermédiaire d'un second cylindre de liaison 131. Les deux cylindres de liaison 111, 131 sont conducteurs de chaleur, et dirigent la chaleur vers l'extérieur de la structure 35 ainsi formée. D'une manière typique, le milieu extérieur est constitué de l'eau 10 15 20 de circulation et de refroidissement du réacteur nucléaire. L'ensemble de la structure s'échauffe sous l'action des rayonnements lorsque celle-ci est plongée dans le champ de rayonnement du réacteur nucléaire. Notamment, les photons gamma déposent leurs énergies par interaction gamma-matière.

En régime permanent, c'est-à-dire lorsque tous les échanges thermiques sont stabilisés, il y a une distribution de température à l'intérieur de la structure de la cellule calorimétrique. Il est possible de formuler une hypothèse selon laquelle les échanges de chaleur se réalisent uniquement par conduction au travers des cylindres 1 o de liaison 111, 131, l'échauffement de ceux-ci pouvant être négligé. Ainsi, la température au sommet du premier cylindre de liaison 111, notée 01, est représentative de la dissipation de chaleur dans l'éprouvette pleine 11 et dans l'échantillon 1. La température, notée 02, au sommet du second cylindre de liaison 131 n'est représentative que de l'énergie déposée dans 15 l'éprouvette vide 13. La différence entre les températures 01 et 02 est ainsi représentative de l'énergie déposée dans l'échantillon 1. L'énergie dissipée dans les deux éprouvettes 11, 13 est évacuée à travers le socle métallique 15, mettant en communication les deux éprouvettes 11, 13 avec l'eau de refroidissement. Le socle est à une 20 température notée 0S. Si l'échauffement gamma de l'échantillon est noté Ey, il est possible de formuler la relation suivante : (9~ -9s)-(9z -9s)=-02 =k.Ey (1). En d'autres termes, l'échauffement gamma est proportionnel à la 25 différence entre les températures 01 et 02. Le facteur k est le coefficient d'étalonnage de la cellule calorimétrique, et peut être déterminé via une méthode connue d'étalonnage. Le facteur k est dépendant de la structure de la cellule calorimétrique, de la nature des matériaux, des masses et des géométries. 30 Ainsi que cela est évoqué précédemment, l'avantage principal procuré par un calorimètre différentiel contenant une cellule calorimétrique ainsi décrite réside dans le fait que les deux éprouvettes 11, 13 sont situées à une même altitude dans le champ de rayonnement du réacteur ; cependant il présente le premier inconvénient précité de présenter un volume important 35 nuisant au caractère local de la mesure, et le second inconvénient précité lié à l'influence du gradient latéral, les éprouvettes 11, 13 pouvant ne pas être situées au même niveau de flux gamma.

Les figures 2a et 2b présentent des vues en coupe respectivement de profil et de dessus, illustrant une cellule calorimétrique à quatre éprouvettes d'un calorimètre différentiel, selon un mode de réalisation connu, visant à pallier les deux inconvénients précités. Une cellule calorimétrique à quatre éprouvettes peut être comprise dans une enceinte 20. La cellule calorimétrique décrite dans les figures 2a et 2b peut comprendre deux éprouvettes pleines 21a, 21 b et deux éprouvettes vides 23a, 2311 La figure 2b ne fait apparaître qu'une éprouvette pleine 21 b et une éprouvette vide 2311 Les quatre éprouvettes 21a, 21b, 23a, 23b sont reliées à un socle métallique 25 par l'intermédiaire de quatre cylindres de liaison, dont seulement deux cylindres de liaison 211 b, 231 b apparaissent sur la figure 2b. Les quatre éprouvettes 21a, 21 b, 23a, 23b sont disposées les unes à côté des autres de manière à ce que les deux éprouvettes vides 23a, 23b soient diamétralement opposées, ainsi que les deux éprouvettes pleines 21a, 21b. De la sorte, il est possible, par une différence entre la moyenne des deux températures mesurées sensiblement au niveau des sommets des cylindres de liaison 231a, 231 b des deux éprouvettes vides 23a, 23b, et la moyenne des deux températures mesurées sensiblement au niveau des sommets des cylindres de liaison 211 a, 211b des deux éprouvettes pleines 21a, 21 b, de s'abstenir du gradient latéral.

Cependant, ainsi que cela est évoqué précédemment, un calorimètre différentiel utilisant ce type de cellule calorimétrique à quatre éprouvettes présente notamment l'inconvénient d'être relativement volumineux, et relativement complexe à réaliser, notamment en raison de la pluralité de câbles qu'il requiert.

La présente invention propose un type de calorimètre innovant, se fondant sur une cellule calorimétrique comprenant deux éprouvettes de mesure superposées l'une au-dessus de l'autre, formant ainsi un système essentiellement axisymétrique. Afin de pallier l'absence de juxtaposition des éprouvettes dans une telle configuration, la présente invention propose également d'imposer à la cellule calorimétrique un déplacement le long de l'axe principal, allié à une synchronisation adéquate des mesures. Ainsi que cela est décrit en détails ci-après, il est également possible d'envisager des modes de réalisation alternatifs dans lesquels une pluralité d'éprouvettes de mesure sont superposées les unes au-dessus des autres.

La structure d'une cellule calorimétrique mobile est décrite en détails ci-après, en référence aux figures 3 à 5.

1 o La figure 3 présente une vue en coupe illustrant de manière synoptique le principe d'une cellule calorimétrique mobile d'un calorimètre différentiel, selon un exemple de réalisation de l'invention. Une cellule calorimétrique mobile peut par exemple comprendre une éprouvette pleine 31 et une éprouvette vide 33 comprises dans une 15 enceinte 30, les deux éprouvettes 31, 33 étant de conception identique, et l'éprouvette pleine 31 étant disposée par exemple au-dessus de l'éprouvette vide 33. L'éprouvette pleine 31 peut être reliée à un premier socle 351 par l'intermédiaire d'un premier cylindre de liaison 311. De la même manière, l'éprouvette vide 33 peut être reliée à un second socle 353 par l'intermédiaire 20 d'un second cylindre de liaison 331. Les deux éprouvettes 31, 33 sont séparées d'une distance désignée pour la suite distance inter-éprouvettes. Les éprouvettes 31, 33, les socles 351, 353 et cylindres de liaison 311, 331 y associés peuvent par exemple être à symétrie de révolution autour de l'axe principal, vertical. L'enceinte 30 contenant tous ces éléments peut être de 25 forme tubulaire cylindrique de révolution. La mesure différentielle de calorimétrie peut être réalisée en plusieurs temps, par exemple trois selon l'exemple illustré, correspondant à trois différentes positions 300, 310, 320 illustrées sur la figure. Les trois positions 300, 310, 320 du calorimètre mobile sont en pratique situées à la 30 verticale les unes des autres. Pour la suite, il est considéré que les calculs et déterminations associés à la mesure différentielle de calorimétrie sont réalisés par des moyens de calcul, par exemple mis en oeuvre dans un système de recueil et de pilotage connecté, par exemple de façon filaire, aux différents organes du calorimètre.

Dans une première position 300, les moyens de calcul peuvent procéder à une première détermination de la différence entre la température mesurée sensiblement au niveau du sommet du premier cylindre de liaison 311 notée 6311,1 et la température mesurée au niveau du premier socle 351, notée 6351,1. D'une manière simultanée, il peut être procédé à une seconde détermination de la différence entre la température mesurée sensiblement au niveau du sommet du second cylindre de liaison 331, notée 63311 et la température mesurée au niveau du second socle 353, notée 6353,1. Il peut alors être procédé au déplacement vers le haut de la cellule calorimétrique mobile, par exemple d'une distance correspondant à la distance inter-éprouvettes. Au terme de ce déplacement, la cellule calorimétrique mobile se trouve en une deuxième position 310. De la sorte, dans cette deuxième position 310, l'éprouvette vide 33 se trouve au même niveau dans le réacteur, que l'éprouvette pleine 31 dans la première position 300. Il peut alors être procédé, pour la deuxième position 310, aux déterminations calorimétriques telles qu'effectuées dans la première position 300 : une première détermination relative à l'éprouvette pleine 31 et correspondant à une différence entre les températures au niveau du commet du premier cylindre de liaison 311 et au niveau du premier socle 351, soit : 6311,2 - 6351,2 ; et une seconde détermination relative à l'éprouvette vide 33, soit : 6331,2 - 6353,2- La mesure différentielle entre la première détermination relative à l'éprouvette pleine 31 à la première position 300, et celle relative à l'éprouvette vide 33 dans la deuxième position 310, fournit alors le niveau d'échauffement du noyau à la première position 300, au coefficient d'étalonnage k près. L'échauffement du noyau peut ainsi se formuler par la relation suivante :

k'Ey =0 0 311,1 - 351,1 - ( 0331,2 - 0353,2 La séquence ainsi décrite peut être réitérée, afin de déterminer le niveau d'échauffement à la deuxième position 310, puis à la troisième position 320, et ainsi de suite, d'autres positions non représentées sur la figure pouvant être définie tout au long de la zone d'intérêt dans le réacteur.

La zone d'intérêt peut se situer au sein du flux de rayonnement du réacteur, mais également au-dessus de cette zone, dans une zone dite "hors-flux", au sein de laquelle les dispositifs de calorimétrie connus ne permettent pas de mesure de caractérisation de l'échauffement. Il est à noter que le pas de montée, ou bien de descente, de la cellule calorimétrique mobile au sein du réacteur, peut être inférieur à la distance inter-éprouvettes, dans la mesure où celui-ci correspond à une division de la distance inter-éprouvettes par un nombre entier. La cellule calorimétrique mobile peut ainsi être déplacée de manière à scruter totalement la hauteur voulue, des courbes de températures et d'écarts de température entre sommets des cylindres de liaison et socles peuvent être réalisées pour toutes les positions de mesure, et un décalage adéquat de ces courbes peut alors permettre d'établir la distribution axiale de l'échauffement dans le réacteur. Une cellule calorimétrique mobile selon la présente invention permet en outre de réaliser une mesure différentielle, à partir d'un dispositif dont le volume est réduit, et dont le diamètre permet d'obtenir une mesure locale. D'une manière typique, le diamètre de la cellule calorimétrique mobile peut être de l'ordre du centimètre. Il est possible de mettre en oeuvre différents modes de mesure se basant sur une cellule calorimétrique mobile selon la présente invention, trois exemples différents de modes de mesure étant décrits ci-après.

Un premier mode de mesure peut consister en la détermination de l'échauffement par utilisation d'un coefficient d'étalonnage.

La cellule calorimétrique mobile peut être étalonnée dans l'eau de la piscine du réacteur nucléaire, en l'absence de rayonnement. Chacune des éprouvettes vide et pleine 33, 31 de la cellule calorimétrique mobile peut être équipée d'une résistance électrique, dans laquelle un courant électrique peut être injecté. L'injection de courant dans les résistances permet de simuler le dépôt d'énergie par les radiations lorsque le calorimètre est sous flux. L'injection de courant électrique dans les résistances électriques peut par exemple être contrôlée par le système de recueil et de pilotage précité. Le courant électrique peut être successivement injecté dans les résistances électriques équipant les deux éprouvettes 31, 33, ou bien simultanément. Le courant électrique dans chacune des éprouvettes 31, 33 peut être progressivement augmenté, et une mesure de la température au niveau de chaque éprouvette 31, 33 en fonction du courant électrique injecté peut permettre la détermination des valeurs des pentes respectives, exprimées en °CM/ et notées Pe et 13,, respectivement pour les éprouvettes pleine 31 et vide 33. Le coefficient d'étalonnage k de la cellule calorimétrique mobile peut alors être déterminé selon la relation suivante : 1 k = (3), où : mer', + m,(Pe - Pv ) Me désigne la masse de l'échantillon ou noyau inclus dans l'éprouvette 1 o pleine 31,

m' désigne la masse de la partie supérieure de chacune des éprouvettes 31, 33, c'est-à-dire la masse totale de la partie de chaque éprouvette située au-dessus du point au niveau duquel la mesure de température est réalisée. Cette masse comprend donc la masse de la partie

15 aluminium située au dessus du thermocouple ajoutée à la masse de la résistance électrique d'étalonnage. Un deuxième mode de mesure peut consister en la détermination de l'échauffement par une méthode dite « de zéro ».

20 Le deuxième mode de mesure a pour principe de compenser par injection de courant électrique dans l'éprouvette vide, le dépôt d'énergie se faisant dans le noyau de mesure présent dans l'éprouvette pleine. Cette deuxième méthode est ainsi indépendante du coefficient d'étalonnage précité, car elle ne fait que compenser le déséquilibre entre les éprouvettes

25 créé par la présence du noyau dans l'éprouvette pleine, par injection de puissance par courant électrique.

A une première position donnée de la cellule calorimétrique mobile dans le réacteur, il est possible de procéder à une première détermination relative à l'éprouvette pleine 31, de la différence entre les températures au

30 niveau du sommet du premier cylindre de liaison 311 et au niveau du premier socle 351, ainsi que décrite précédemment. Il est alors possible de déplacer la cellule calorimétrique mobile, par une montée ou bien une descente de celle-ci le long de l'axe principal, de façon à ce qu'au terme du déplacement, à une seconde position de la cellule, l'éprouvette vide 33 se situe à l'altitude de l'éprouvette pleine 31 avant le déplacement. Un courant électrique noté i peut alors être injecté dans une résistance électrique R équipant l'éprouvette vide 33, et le courant peut être ajusté jusqu'à ce que le résultat d'une seconde détermination de la différence entre les températures au niveau du sommet du second cylindre de liaison 331 et au niveau du second socle 353 soit égale à la valeur résultant de la première détermination relative à l'éprouvette pleine 31 décrite ci-avant. La puissance électrique est alors égale à R.i2, et représente alors le dépôt d'énergie dans le noyau de l'éprouvette pleine 31.

Un troisième mode de mesure peut consister en la détermination de l'échauffement par une méthode dite « d'addition de courant ». A une première position donnée de la cellule calorimétrique mobile dans le réacteur, il est possible de procéder à une première détermination relative à l'éprouvette pleine 31, de la différence entre les températures au niveau du sommet du premier cylindre de liaison 311 et au niveau du premier socle 351, ainsi que décrite précédemment. Il est alors possible de déplacer la cellule calorimétrique mobile, par une montée ou bien une descente de celle-ci le long de l'axe principal, de façon à ce qu'au terme du déplacement, à une seconde position de la cellule, l'éprouvette vide 33 se situe à l'altitude de l'éprouvette pleine 31 avant le déplacement. Il peut alors être procédé à une seconde détermination relative à l'éprouvette vide 33, de la différence entre les températures au niveau du sommet du second cylindre de liaison 331 et au niveau du second socle 353.

Il est alors possible de relever une première détermination d'écart de température sans chauffage extérieur correspondant à l'écart entre les deux différences de température précitées. La cellule calorimétrique mobile peut alors à nouveau être déplacée, de manière à être située à nouveau dans la première position. L'éprouvette pleine 31 est alors notamment située à son niveau initial, et un courant électrique d'intensité i peut être injecté dans une résistance électrique équipant l'éprouvette pleine 31. Il est alors possible de relever la différence entre les températures au niveau du sommet du premier cylindre de liaison 311 et au niveau du premier socle 351.

Une deuxième détermination d'écart de température peut alors être relevée, celle-ci correspondant à l'écart pour l'éprouvette pleine 31 entre les deux différences de température entre le niveau du sommet du premier cylindre de liaison 311 et au niveau du premier socle 351, avec et sans chauffage extérieur. Si, par exemple, la deuxième détermination d'écart de température est égale à la première détermination d'écart de température, il est alors possible d'en déduire l'échauffement dans le noyau de l'éprouvette pleine 31, la puissance R.i2, représentant alors l'énergie déposée dans le noyau de l'éprouvette pleine 31. Dans la méthode d'addition de courant, l'évaluation de l'énergie déposée dans le noyau de l'éprouvette pleine 31 peut être déduite à partir de l'injection d'un courant quelconque. Dans la présente invention il est seulement préférable pour l'obtention d'une précision minimale que l'injection de courant représente une énergie déposée dans le noyau qui soit du même ordre de grandeur que celle déposée par les seuls photons gamma. La figure 4 présente une vue en coupe illustrant le détail d'une cellule calorimétrique mobile d'un calorimètre différentiel, dans un exemple de réalisation de l'invention.

Une cellule calorimétrique mobile d'un calorimètre différentiel comprise dans une enceinte étanche non représentée sur la figure, immergée dans l'eau de piscine d'un réacteur, peut comprendre deux éprouvettes identiques superposées : l'éprouvette pleine 31 disposée par exemple au-dessus de l'éprouvette vide 33, ainsi que décrit de manière synoptique précédemment, en référence à la figure 3. Chaque éprouvette 31, 33 est également reliée à un socle 351, 353 via un cylindre de liaison 311, 331. Chacune des éprouvettes 31, 33 peut être avantageusement équipée d'une résistance électrique 421, 423 disposée au coeur de celle-ci, permettant notamment de mesurer, par injection d'un courant électrique, la pente d'étalonnage en °CM, ainsi que cela est décrit précédemment. Les résistances électriques 421, 423 peuvent par exemple être réalisées par bobinage de fil de constantan sur des perles en alumine. L'éprouvette pleine 31 comprend un échantillon ou noyau 1, typiquement en graphite, dans lequel la dissipation d'énergie doit être déterminée.

Dans un mode de réalisation avantageux d'une cellule calorimétrique mobile selon l'invention, celle-ci peut en outre permettre une mesure neutronique complémentaire. A cette fin, un collectron 411 de taille réduite peut être inséré dans le premier socle 351 de l'éprouvette pleine 31, le long de son axe principal, de manière à permettre une mesure du niveau de flux neutronique exactement au niveau de la cellule calorimétrique mobile, et de façon simultanée avec la mesure d'échauffement. Le collectron 411 peut par exemple être dérivé d'un collectron de type standard à émetteur Rhodium, par un raccourcissement de sa longueur d'âme, ou "émetteur", de manière à 1 o ce que celui-ci puisse être compatible des dimensions du premier socle 351. D'une manière typique, un émetteur a une longueur de quelques centimètres, et celle-ci peut par exemple être ramenée à une valeur de l'ordre de 10 mm, de façon à ce que le collectron 411 puisse être disposé dans le premier socle 351 sans en modifier significativement sa géométrie, et 15 ainsi sans perturber à ce niveau les échanges thermiques avec le milieu environnant. Afin que les deux socles 351, 353 des deux éprouvettes 31, 33 présentent des propriétés identiques, c'est-à-dire aient une même géométrie, une même masse et soient réalisés dans les mêmes matériaux, un faux collectron 413 peut être également inséré dans le second socle 353 de 20 l'éprouvette vide 33. Des moyens de mesure de température sont disposés aux différents points de mesure : des premiers moyens de mesure 441 sont disposés sensiblement au sommet du premier cylindre de liaison 311, soit sensiblement à la base de l'éprouvette pleine 31. De la même manière, des 25 deuxièmes moyens de mesure 443 sont disposés sensiblement au sommet du second cylindre de liaison 331, soit sensiblement à la base de l'éprouvette vide 33. Des troisièmes moyens de mesure 451 peuvent être disposés sensiblement au niveau du centre du premier socle 351, et des quatrièmes moyens de mesure 453 peuvent être disposés sensiblement au niveau du 30 centre du second socle 353. Les différents moyens de mesure 441, 443, 451, 453 peuvent par exemple être formés par des thermocouples. Des câbles électriques permettent de relier électriquement les différents éléments précités le requérant, à un système de recueil et de pilotage, non représenté sur la figure, et se situant par exemple en dehors du 35 réacteur nucléaire : les premiers moyens de mesure 441 et les deuxièmes moyens de mesure 443 sont respectivement reliés à des premier et second câbles électriques 441a, 443a, permettant la transmission des signaux de mesure vers le système de recueil. D'une manière similaire, des troisième et quatrième câbles électriques 451a, 453a sont reliés respectivement aux troisièmes et quatrièmes moyens de mesure 451, 453. Une première paire de câbles électriques 421a, 421 b relie la première résistance électrique 421 au système de recueil et de pilotage, et permet le passage d'un courant électrique de mesure. D'une manière similaire, une seconde paire de câbles électriques 423a, 423b relie la seconde résistance électrique 423 au 1 o système de recueil et de pilotage, et permet le passage d'un courant électrique de mesure. Un cinquième câble électrique 411 a relie le collectron 411 au système de recueil et de pilotage, et permet la transmission du signal restitué par le collectron 411. Il n'est pas nécessaire de relier le faux collectron 413, néanmoins, il est possible de connecter celui-ci par un 15 câble électrique non représenté sur la figure, dans le but d'harmoniser les structures géométriques des deux éprouvettes 31, 33 et des dispositifs y associés. Tous les câbles électriques 441a, 443a, 451a, 453a, 421a, 421b, 423a, 423b et 411a précités remontent le long de l'enceinte contenant la 20 cellule calorimétrique mobile. De fait, les câbles électriques reliés à des éléments situés sensiblement en dessous du premier socle 351 longent celui-ci. Or il est souhaitable pour optimiser les échanges thermiques que les socles 351, 353 des deux éprouvettes 31, 33 soient ajustés au plus près du tube formant l'enceinte les contenant, de façon à limiter la résistance 25 thermique de contact. Il est ainsi possible de réaliser une rainure verticale sur la surface extérieure du premier socle 351, permettant le passage des câbles électriques. Il est également possible de réaliser une rainure similaire sur la surface extérieure du second socle 351, afin de préserver au mieux l'harmonie structurelle des deux éprouvettes 31, 33 et des éléments y 30 associés. Des réalisations typiques sont fournies ici, à titre d'exemple non limitatif de la présente invention : les deux éprouvettes 31, 33 peuvent par exemple être réalisées en aluminium, leur hauteur peut être de 79 mm, la hauteur des socles 351, 353 peut être de 35 mm. Le diamètre des socles 35 351, 353 peut être de l'ordre de 17 mm.

Tous les câbles électriques 441a, 443a, 451a, 453a, 421a, 421b, 423a, 423b et 411a peuvent être des câbles à isolant minéral et à gaine en acier inoxydable. Les deux éprouvettes 31, 33 peuvent être placées dans un tube ou enceinte par exemple en inox de façon à ce que les socles 351 et 353 soient en contact de la surface interne du tube. Les éprouvettes 31, 33 peuvent, dans le cas de l'invention décrite, être espacées d'une distance inter-éprouvettes fixe à l'intérieur de l'enceinte. Le tube peut être fermé en partie haute et basse de façon à ce que les deux éprouvettes se retrouvent dans une enceinte fermée étanche. L'ensemble des câbles peut sortir en partie haute de cette enceinte fermée appelée alors cellule calorimétrique à travers un passage étanche aménagé en partie haute. Le volume intérieur de la cellule calorimétrique mobile peut par exemple être rempli d'azote gazeux, ce gaz offrant une faible conductivité thermique limitant la perte de chaleur par conduction dans le gaz. Ceci permet de privilégier l'évacuation de l'énergie déposée dans les éprouvettes 31, 33 par conduction dans les cylindres de liaison 311, 331. Avantageusement, les deux éprouvettes 31, 33 peuvent être entourées d'écrans latéraux anti-radiatifs non représentés sur la figure, par exemple réalisés en acier inoxydable, présentant une très faible épaisseur, typiquement de l'ordre de 0,2 mm, et dont la surface interne peut être finement polie. Les écrans latéraux anti-radiatifs permettent de supprimer une grande partie de la perte d'énergie par rayonnement et donc encore de privilégier l'évacuation de chaleur par simple conduction dans les cylindres de liaison 311, 331.

La figure 5 présente une vue en coupe illustrant une cellule calorimétrique mobile associée à des moyens de déplacement, l'ensemble étant compris dans un dispositif de mesure, selon un exemple de réalisation de l'invention.

Une cellule calorimétrique mobile 50 d'un calorimètre différentiel selon l'un des modes de réalisation décrits précédemment est représentée sous une forme schématique sur la figure. La cellule calorimétrique mobile 50 est mue par des moyens de déplacement assurant le déplacement de la cellule calorimétrique mobile 50 le long de l'axe vertical, entre une position basse B et une position haute H. Dans l'exemple illustré par la figure 5, la partie basse B se trouve sensiblement au bas de la hauteur fissile du réacteur, et la partie haute H se situe à une hauteur supérieure au sommet de la hauteur fissile. Des modes de réalisation alternatifs peuvent être envisagés, par exemple dans lesquels la partie basse B se situe en dessous de la hauteur fissile du réacteur. Les moyens de déplacement doivent notamment permettre : - d'assurer de façon continue ou par pas, le déplacement de la cellule calorimétrique mobile 50 sur une plage de mesure déterminée ; ^ de placer la cellule calorimétrique mobile 50 dans une même géométrie de mesure, quelle que soit l'altitude de la cellule calorimétrique mobile 50 dans la plage de mesure. Un autre avantage procuré par le déplacement de la cellule calorimétrique mobile, est que le refroidissement de celle-ci est ainsi favorisé par circulation hydraulique. En effet, le déplacement assure la circulation de l'eau autour de la cellule de mesure, quelle que soit sa position dans la plage de mesure, et assure ainsi le refroidissement de la cellule, car si la valeur de l'échauffement est déduite des mesures des écarts de température il est tout de même nécessaire que les températures absolues n'atteignent pas des valeurs trop élevées, afin d'éviter la fusion de l'aluminium et de conserver un écoulement en régime monophasique. Il est ainsi nécessaire de permettre un refroidissement approprié et donc d'assurer un débit minimal. Un exemple de réalisation des moyens de déplacement de la cellule calorimétrique mobile 50 est illustré dans la figure 5, cet exemple étant non 25 limitatif. Les moyens de déplacement peuvent être formés par un moteur 501, entraînant en rotation un fourreau interne 502 de forme cylindrique et d'axe principal aligné sur l'axe principal de la mesure, vertical. La cellule calorimétrique mobile 50 peut par exemple être solidaire d'une tige 30 filetée 504 dont l'axe principal est également aligné sur l'axe vertical. La rotation du fourreau interne 502 peut entraîner la translation de la tige filetée 504, et partant de la cellule calorimétrique mobile 50 : la tige filetée 504 peut s'inscrire partiellement dans le fourreau interne 502 et être reliée à celui-ci par l'intermédiaire d'un système d'entraînement vis- 35 écrou 505. Le mouvement de translation de l'équipage mobile formé par la tige filetée 504 et la cellule calorimétrique mobile 50 sous l'effet de la rotation du fourreau interne 502 est rendu possible par un blocage en rotation de la cellule calorimétrique mobile 50 au sein d'un fourreau externe 506 fixe formant canne de mesure, par des moyens anti-rotation, par exemple formés par un taquet disposé sur la surface de la cellule calorimétrique, et s'insérant dans une rainure verticale pratiquée sur la surface interne du fourreau externe 506. Le fourreau externe 506 comprend ainsi également l'ensemble des éléments formant les moyens de déplacement. Le moteur 501 peut par exemple être compris dans un boitier 507 rapporté au sommet du fourreau 1 o externe 506. Des moyens d'engrènement 503 peuvent permettre l'entraînement en rotation du fourreau interne 502 par le moteur 501 ; des moyens d'engrènement par renvoi d'angle peuvent par exemple être utilisés si l'axe du moteur 501 n'est pas dans l'alignement de l'axe du fourreau interne 502. 15 Divers modes de réalisation alternatifs peuvent être envisagés, par exemple dans lesquels le moteur est déporté du fourreau externe 506, et relié aux moyens d'engrènement 503 par l'intermédiaire de moyens d'entraînement, par exemple formés par un câble tournant au sein d'une gaine flexible. Un tel mode de réalisation peut permettre l'immersion de 20 l'ensemble des éléments, tout en disposant le moteur hors de l'eau. La cellule calorimétrique mobile 50 peut être maintenue dans une position de repli, lors de périodes pendant lesquelles aucune mesure n'est réalisée. La position de repli peut par exemple coïncider avec la position haute H. Le flux de rayonnement peut être très faible à ce niveau de façon à 25 limiter le vieillissement des composants de la cellule calorimétrique. L'ensemble des câbles électriques décrits précédemment en référence à la figure 4 peuvent par exemple être compris dans une gaine 510 s'inscrivant dans la tige filetée 504, celle-ci pouvant être creuse, puis dans le fourreau interne 502, puis émerger dans le fourreau externe 506, puis dans 30 le boitier 507. Une sortie étanche peut être réalisée en surface du boitier 507, au travers de laquelle peuvent émerger les câbles électriques précités, ainsi que les câbles électriques permettant l'alimentation du moteur 501. Tous les câbles électriques peuvent alors par exemple être insérés dans une gaine flexible 511, celle-ci s'étendant jusqu'au système de recueil et de pilotage.

D'une manière typique, la canne de mesure formée par le fourreau externe 506 et le boitier 507 dans l'exemple illustré par la figure, peut avoir une hauteur de l'ordre de 4600 mm.

Il est à observer que les modes de réalisation de l'invention décrits précédemment consistent à la superposition de deux éprouvettes. Cependant des modes de réalisation alternatifs peuvent être envisagés, dans lesquels une pluralité d'éprouvettes sont superposées. L'éprouvette vide est en effet utilisée comme référence pour l'éprouvette pleine qui contient l'échantillon, cet échantillon étant par exemple en graphite. Or il est possible de placer une éprouvette pleine supplémentaire, voire une pluralité d'éprouvettes pleines supplémentaires, superposées à l'éprouvette vide et aux précédentes éprouvettes pleines le cas échéant. Les différentes éprouvettes pleines peuvent par exemple contenir des échantillons différents que le graphite, par exemple en Fer ou en Bismuth. Pour de tels modes de réalisation alternatifs, le principe de mesure est conservé pour chacune des éprouvettes, c'est-à-dire que le relevé de leurs températures respectives, doit être comparé à la référence qui reste l'éprouvette vide, placée par exemple tout en bas. De tels modes de réalisation permettent de déterminer le rapport des niveaux d'échauffement spécifiques en fonction de la nature des différents noyaux. En effet dans un même champ de rayonnement le niveau d'échauffement spécifique, c'est-à-dire le nombre de Watts par gramme de matière, augmente avec le numéro atomique de la matière. Ce phénomène répond à une loi d'évolution habituellement évaluée par le moyen de calculs, mais de tels modes de réalisation permettent de l'évaluer au moyen de mesures pratiques. Il est par exemple possible d'envisager un mode dans lequel différentes éprouvettes pleines superposées contiennent des échantillons de matériaux allant du graphite au Bismuth, permettant ainsi de parcourir tous les numéros atomiques compris entre 6 et 83.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS1- Cellule calorimétrique (50) pour calorimètre différentiel de mesure d'échauffement dans un réacteur nucléaire, le calorimètre comprenant un système de recueil et de pilotage, la cellule calorimétrique (50) comprenant au moins deux éprouvettes (31, 33) formées par au moins une éprouvette pleine (31) équipée d'un noyau (1) et une éprouvette vide (33), les éprouvettes (31, 33) étant disposées dans une enceinte étanche (20), la cellule calorimétrique (50) étant caractérisée en ce que : - les éprouvettes (31, 33) sont disposées les unes au-dessus des autres et séparées d'une distance inter-éprouvettes, chaque ^ température sont disposés au sommet de chaque cylindre de liaison (311, 331) et au niveau de chaque socle (351, 353), les moyens de mesure (441, 443, 451, 453) étant reliés au système de recueil et de pilotage, - des moyens de déplacement pilotés par le système de recueil et de pilotage déplacent la cellule calorimétrique (50) le long d'un axe vertical de mesure au sein du réacteur nucléaire, d'un pas déterminé vers le haut ou vers le bas, ^ des moyens de calcul mis en oeuvre dans le système de recueil et de pilotage, sont configurés pour déterminer l'échauffement dans le noyau (1) de chaque éprouvette pleine (31) pour une position donnée du noyau (1) le long de l'axe vertical, à partir d'une différence entre : 0 la différence entre la température relevée par les moyens de mesure (441) disposés au sommet du cylindre de liaison (311) de l'éprouvette pleine (31) et la température relevée par les moyens de mesure (451) disposés au niveau du socle (351) de l'éprouvette pleine (31) lorsque éprouvette (31, 33) étant reliée à un socle (351, 353) par l'intermédiaire d'un cylindre de liaison (311, 331), 453) de des premiers moyens de mesure (441, 443, 451,l'éprouvette pleine (31) se situe à ladite position donnée et, o la différence entre la température relevée par les moyens de mesure (443) disposés au sommet du cylindre de liaison (443) du cylindre de liaison de l'éprouvette vide (33) et la température relevée par les moyens de mesure (453) disposés au niveau du socle (353) de l'éprouvette vide (33) lorsque l'éprouvette vide (33) se situe à ladite position donnée consécutivement à un déplacement de la cellule calorimétrique (50) d'une distance égale à ladite distance inter-éprouvettes.
2. 2- Cellule calorimétrique (50) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une éprouvette vide (33) située en 15 dessous d'une éprouvette pleine (31).
3. 3- Cellule calorimétrique (50) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une éprouvette vide (33) située en dessous d'une pluralité d'éprouvettes pleines (33) disposées les unes 20 au-dessus des autres, chaque éprouvette pleine comprenant un échantillon d'un matériau de numéro atomique différent.
4. 4- Cellule calorimétrique (50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque 25 éprouvette (31, 33) comprend une résistance électrique (421, 423) parcourue par un courant électrique contrôlé par le système de recueil et de pilotage.
5. 5- Cellule calorimétrique (50) selon la revendication 4, 30 caractérisée en ce que le système de recueil et de pilotage est configuré pour progressivement augmenter le courant électrique dans chacune des éprouvettes (31, 33), une mesure de la température au niveau de chaque éprouvette (31, 33) étant réalisée par les moyens de mesure (441, 443, 451, 453) en fonction du courant électrique 35 permettant la détermination des valeurs des pentes respectives (Pei P,) 10des éprouvettes pleine (31) et vide (33), un coefficient d'étalonnage k de la cellule calorimétrique étant déterminé selon la relation suivante : 1 k= ,où: Me.Pe +mv.(Pe - Pv) Me désigne la masse du noyau (1) inclus dans l'éprouvette pleine (31), m' désigne la masse de la partie supérieure de chacune des éprouvettes (31, 33), située au-dessus du point au niveau duquel la mesure de température est réalisée.
6. 6- Cellule calorimétrique (50) selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de recueil et de pilotage sont configurés pour réaliser une première détermination relative à l'éprouvette pleine (31) à une première position donnée de la cellule calorimétrique (50), de la différence entre les températures au niveau du sommet du cylindre de liaison (311) et au niveau du socle (351) de l'éprouvette pleine (31), les moyens de déplacement étant alors configurés pour déplacer la cellule calorimétrique (50) le long de l'axe vertical de mesure jusqu'à une seconde position de la cellule calorimétrique (50) pour laquelle l'éprouvette vide (33) se situe à l'altitude de l'éprouvette pleine (31) avant le déplacement, les moyens de recueil et de pilotage étant configurés pour injecter un courant électrique dans la résistance électrique équipant l'éprouvette vide (33), jusqu'à ce que le résultat d'une seconde détermination de la différence entre les températures au niveau du sommet du cylindre de liaison (331) et au niveau du socle (353) de l'éprouvette vide (33) soit égal à la valeur résultant de la première détermination relative à l'éprouvette pleine (31), le dépôt d'énergie dans le noyau (1) étant alors déterminé par le produit de la résistance électrique de l'éprouvette vide (33) par le carré de l'intensité du courant électrique ainsi ajusté.
7. 7- Cellule calorimétrique (50) selon la revendication 4, caractérisée en ce que :- les moyens de recueil et de pilotage sont configurés pour réaliser une première détermination, à une première position donnée de la cellule calorimétrique (50), de la différence entre les températures au niveau du sommet du cylindre de liaison (311) et du socle (351) de l'éprouvette pleine (31), - les moyens de déplacement sont alors configurés pour déplacer la cellule calorimétrique (50) le long de l'axe 1 o vertical de mesure le long de l'axe principal jusqu'à une seconde position pour laquelle l'éprouvette vide (33) se situe à l'altitude de l'éprouvette pleine (31) avant le déplacement, - les moyens de recueil et de pilotage sont alors 15 configurés pour réaliser une seconde détermination de la différence entre les températures au niveau du sommet du cylindre de liaison (331) et du socle (353) de l'éprouvette vide (33), et pour relever une première détermination d'écart de température sans chauffage 20 extérieur correspondant à l'écart entre lesdites première et seconde déterminations, - les moyens de déplacement sont alors configurés pour déplacer la cellule calorimétrique (50), de manière à être située à nouveau à ladite première position, 25 ^ les moyens de recueil et de pilotage sont alors configurés pour ajuster un courant électrique injecté dans la résistance électrique équipant l'éprouvette pleine (31), et pour relever la différence entre les températures au niveau du sommet du cylindre de 30 liaison (311) et du socle (351) de l'éprouvette pleine (31), - les moyens de recueil et de pilotage sont alors configurés pour réaliser une deuxième détermination d'écart de température avec chauffage extérieur, 35 correspondant à l'écart entre les deux différences detempérature entre le niveau du sommet du cylindre de liaison (311) et du socle (351) de l'éprouvette pleine (31) avec chauffage extérieur, - le courant électrique étant ajusté jusqu'à ce que le résultat de la deuxième détermination d'écart de température soit égal à celui de la première détermination d'écart de température, - l'échauffement dans le noyau (1) de l'éprouvette pleine (31) étant alors déterminé par le produit de la résistance électrique de l'éprouvette pleine (31) par le carré de l'intensité du courant électrique ainsi ajusté.
8. 8- Cellule calorimétrique (50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un collectron (411) 15 est compris dans le premier socle (351) de l'éprouvette pleine (31). 10