Le laboratoire LMAG (Laboratoire de Modélisation des Accidents Graves) du CEA travaille sur la modélisation et la simulation numérique des accidents graves. Plus spécifiquement, l’équipe d’accueil de ce stage s’intéresse à quantifier les biais et améliorer les modèles approchés qui prennent en compte les échanges thermiques couplés par rayonnement  et conduction dans les codes de calcul employés pour simuler la dégradation des réacteurs. Pour ce faire, divers outils logiciels ont été mis en place pour permettre de réaliser des simulations « de référence » et, ainsi, de quantifier les biais de diverses approximations des modèles.

L’objectif du stage est d’analyser le modèle thermique approché de rayonnement et de conduction d’un code de calcul d’accident grave (ASTEC) utilisé pour évaluer la sûreté des réacteurs nucléaires, et de tester des améliorations pour augmenter la fiabilité du modèle thermique.

Pour cela, les résultats obtenus par le code ASTEC seront comparés, sur des cas-tests simples, à une référence numérique établie par des simulations réalisées avec la plateforme logicielle open-source du CEA TRUST, plus précise mais plus coûteuse en temps de calcul, chaînées avec des évaluations Monte-Carlo de lancer de rayons.

Des modèles programmés en langage Python seront employés pour tester des modèles de rayonnement approchés alternatifs pour ASTEC.

La méthodologie suivie pour ce travail sera la suivante :

• Appropriation des formalismes des modèles thermique de conduction et de rayonnement et de leurs hypothèses sous-jacentes.
• Formation à l’utilisation des codes de calcul ASTEC, TRUST, et d’un modèle de rayonnement en Python, puis réalisation de calculs comparatifs sur un cas-test simple.
• Montée progressive en complexité de géométrie jusqu’à la réalisation d’un calcul à l’échelle d’un cœur de réacteur nucléaire.

Ce stage participera à la validation des codes numériques contribuant à la démonstration de sûreté des réacteurs, et permettra de proposer des améliorations qualitatives de leurs méthodes physiques.

Compétences à acquérir, développer et mettre en œuvre au cours du stage : compréhension et analyse de modèles algébriques, simulation numérique dans un environnement d’informatique scientifique, analyse physique de systèmes complexes.

Formation souhaitée : M2/ingénieur en physique, simulation numérique, physique numérique

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