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Développement d'un métamodèle de conductivité thermique par apprentissage (IA) H/F


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.

Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.

Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.

Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
  

Référence

2023-28295  

Description de l'unité

Au sein de l' Institut de Recherche sur les Systèmes Nucléaires pour les Energies bas carbone (IRESNE), le Département d'Etudes des Combustibles (DEC) réalise la R&D sur le combustible des réacteurs nucléaires en regroupant des compétences uniques :
- en conception/réalisation d'essais caractérisant le comportement du combustible dans des conditions normales ou accidentelles,
- en simulation avec des modèles multiéchelles, multiphysiques et multifilières (plateforme PLEIADES).
Le point fort du DEC est d'associer étroitement la simulation numérique aux expériences, à toutes les échelles.

Description du poste

Domaine

Mathématiques, information  scientifique, logiciel

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Développement d'un métamodèle de conductivité thermique par apprentissage (IA) H/F

Sujet de stage

construction d'un métamodèle par machine learning, et réalisation de calculs.
dans MAIA, associant simulation numérique/modélisation et expérimentation.
Ce modèle pourra à terme être intégré à un code pour exploitation.

Durée du contrat (en mois)

6 MOIS

Description de l'offre

Le stage est proposé au sein de l'institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone, basé sur le site du CEA Cadarache, à 30 minutes d'Aix en Provence dans le sud-est de la France. L’institut mène notamment des activités de R&D sur les combustibles nucléaires dans l'objectif d'accroître la sûreté et la performance des réacteurs actuels et de développer les combustibles des réacteurs du futur. Ces activités associent simulation numérique/modélisation et expérimentation.

En termes de modélisation du combustible sous irradiation, nous développons une plateforme logicielle nommée « PLEIADES »,

https://www.youtube.com/watch?v=VIKY2gp0FeQ,

qui permet de simuler le comportement des différents types de combustibles.

Le code aux éléments finis PLEIADES/MAIA est dédié au combustible des réacteurs expérimentaux (en particulier le Réacteur Jules Horowitz en cours de construction sur le site du CEA Cadarache). Ce combustible est un matériau dispersé hétérogène. Le modèle de conductivité thermique, basé sur une méthode analytique d’homogénéisation entre les différents composants (particules combustibles, matrice d’enrobage et « composé d’interaction »), ne permet pas d’appréhender avec une grande précision toute la complexité de la microstructure réelle du matériau (hétérogénéités de répartition, facteurs de forme complexes, anisotropies d’orientation, possibilités de percolation des composants...). La conductivité thermique étant un paramètre clé (elle détermine la température et, ce faisant, l’évolution sous irradiation du combustible), il a été décidé de mettre en œuvre une approche numérique pour permettre la prise en compte de cette complexité microstructurale. Cette méthode implique la création de microstructures à l'aide de l'outil de génération de Volumes Elémentaires Représentatifs PLEIADES/MEROPE, suivie de calculs de thermique pour déterminer la conductivité thermique associée. Cette méthode étant couteuse en temps de calcul, la détermination d’un métamodèle issu de cette approche sera privilégiée pour exploitation dans le code PLEIADES/MAIA.

L'objectif de ce stage est de développer un métamodèle par apprentissage (IA) qui pourra être intégré dans MAIA. En premier lieu, il s’agira de comprendre quels facteurs ont le plus d'impact sur la conductivité thermique via une analyse de sensibilité. Ensuite, à l'aide de plans d'expérience et de l'outil MEROPE, des microstructures du combustible seront générées et des calculs thermiques seront effectués pour déterminer la conductivité thermique correspondante. Ces résultats serviront de base d'apprentissage pour la construction d’un métamodèle par machine learning. Une comparaison de différents types de métamodèles pourra être réalisée afin de sélectionner le plus adapté (Réseau de neurones, forêts aléatoires …).

Profil du candidat

De formation scientifique,

Ecole d’ingénieur ou Master 2 en Mathématiques Appliquées Calcul Scientifique

 

Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l’intégration des personnes en situation d’handicap, et si vous le souhaitez, vous pourrez nous en faire part lors de votre candidature.

Localisation du poste

Site

Cadarache

Localisation du poste

France, Provence-Côte d'Azur, Bouches du Rhône (13)

Ville

Saint Paul lez Durance

Critères candidat

Diplôme préparé

Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs

Formation recommandée

Ecole d'ingénieur ou Master 2 en Mathématiques Appliquées Calcul Scientifique

Possibilité de poursuite en thèse

Non

Demandeur

Disponibilité du poste

19/02/2024