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
2026-42217
Contexte et enjeux
La simulation numérique est un outil indispensable en énergie nucléaire pour étudier le fonctionnement des réacteurs en conditions normales et accidentelles, ainsi que pour concevoir de nouveaux prototypes. Elle s’appuie sur des modèles physiques relevant notamment de la mécanique des fluides, de la thermohydraulique et de la neutronique. L’objectif est de prédire des quantités d’intérêt (puissance, température maximale, etc.) tout en conciliant précision et temps de calcul.
Malgré l’augmentation des ressources informatiques, la fiabilité des résultats simulés doit être quantifiée. La Propagation des Incertitudes (PI) consiste à identifier les incertitudes affectant les variables d’entrée, puis à évaluer leur influence sur les résultats. En amont, l’Analyse de Sensibilité (AS) permet de repérer les variables les plus influentes et de réduire la dimension du problème. Ce stage vise à étudier les méthodes de référence en AS et PI et à comparer leurs performances sur des simulations nucléaires fortement non linéaires et coûteuses, pouvant nécessiter plusieurs heures ou jours de calcul.
Problématique et objectifs du stage
Le stage s’inscrit dans un exercice proposé par le sous-groupe CFD (Computational Fluid Dynamics) dédié à la sûreté des réacteurs nucléaires, au sein du groupe WGAMA (Working Group on Analysis and Management of Accidents) de l’agence pour l’énergie nucléaire (NEA), auquel le CEA participe. L’exercice consiste à appliquer des techniques de PI à deux configurations de calcul CFD, afin d’identifier ou de développer une méthodologie adaptée à leurs spécificités.
La quantification des incertitudes en CFD reste un domaine relativement récent, notamment parce que le coût élevé des calculs limite l’utilisation des méthodes existantes. Toutefois, le développement de nouvelles approches de PI et l’augmentation des capacités informatiques ouvrent la voie à des études plus approfondies.
Les principales sources d’incertitude à considérer comprennent :
la discrétisation spatiale (finesse du maillage) ;
les modèles de turbulence ;
les schémas numériques (ordre de convergence, etc.) ;
la convergence des solveurs itératifs.
Les méthodes déterministes d’échantillonnage seront également étudiées. L’objectif est de minimiser le nombre de calculs nécessaires pour caractériser de manière fiable la variabilité des résultats et mener l’analyse de sensibilité en tenant compte des différentes sources d’incertitude.
Ce stage pourra déboucher sur une thèse visant à approfondir d’autres aspects de cette problématique et à traiter le second cas de l’exercice.
Étudiant(e) de niveau bac+5 en école d'ingénieur généraliste ou Master 2 avec un goût prononcé pour les probabilités et statistiques et la modélisation des systèmes thermohydrauliques complexes en mécanique des fluides.
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