Mesure de la réactivité de réacteurs sous-critiques pilotés par accélérateur par l'analyse d'expériences d'interruptions de faisceau programmées

Radioactive waste originating from nuclear power plants are a major societal issue. In order to reduce their radiotoxic impact on the environment, it is envisaged to incinerate minor actinides using neutron-induced nuclear reactions.The potential of Accelerator-Driven Systems (or ADS) to burn minor actinides is being investigated. Many studies, both experimental and theoretical, are being carried out to evaluate the feasibility of these hybrid systems which couple a subcritical reactor to an external neutron source. One of the points investigated concerns the reactivity of the reactor, an essential parameter for the safety of the facility, and its online monitoring that requires the evaluation of appropriate methods. This thesis deals with the analysis of the neutron population evolution over time, measured by several fission chambers located in the reactor, during short interruptions of the beam delivered by the accelerator that provides the external neutron source. Data from experiments carried out at the GUINEVERE facility located at the SCK•CEN center (Mol, Belgium) in the framework of the FREYA project (FP7 Euratom), are analyzed, then interpreted and successfully corrected using neutron transport codes. The results are discussed and used to provide recommendations regarding the use of such experiments to measure the reactivity. Finally, an interpretation of the experiments based on a modal decomposition of the neutron flux is proposed.Les déchets radioactifs produits par les centrales nucléaires électrogènes sont une source de préoccupation sociétale majeure. Afin de réduire leur impact sur l'environnement en matière de radiotoxicité, il est envisagé d'incinérer les actinides mineurs en leur faisant subir des réactions nucléaires induites par des neutrons. Ce processus présente cependant des contraintes particulières du point de vue neutronique qui justifient l'intérêt porté aux réacteurs sous-critiques pilotés par accélérateur (Accelerator-Driven Systems ou ADS). Ce type de système hybride, qui couple un réacteur sous-critique à une source externe de neutrons, fait l'objet de nombreuses activités de recherche et développement. Parmi les points étudiés, on compte la mesure en ligne de la réactivité du réacteur, paramètre essentiel à la sûreté de l'installation et qui nécessite la mise en place de méthodes adaptées. Ce travail porte sur la mesure de la réactivité à partir de l'évolution de la population neutronique, mesurée par des chambres à fission placées dans le réacteur, durant de brèves interruptions du faisceau délivré par l'accélérateur qui fournit la source externe de neutrons. Les données issues d'expériences menées auprès de l'installation GUINEVERE au centre SCK•CEN (Mol, Belgique), dans le cadre du projet FREYA du 7ème PCRD Euratom, sont ainsi analysées, puis interprétées et corrigées avec succès à l'aide de codes de transport neutronique. Les résultats obtenus sont discutés et permettent d'apporter des recommandations quant à l'utilisation d'expériences de ce type pour la mesure de la réactivité. Enfin, une interprétation des expériences basée sur une décomposition modale du flux neutronique est proposée