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Thème : Energie nucléaire - Conception et démonstration de sûreté des installations nucléaires

Les outils de simulation pour le nucléaire

Publié le 17 septembre 2015

​Technologie

La simulation numérique a toujours été une composante essentielle de la conception et de la démonstration de sûreté des réacteurs nucléaires. Il s’agit de transcrire informatiquement, l’ensemble des phénomènes physiques mis en jeu dans le fonctionnement d’un réacteur nucléaire.

Dans ce cadre, le CEA a toujours développé des codes de calcul pour répondre à ses besoins mais aussi à ceux des industriels tout en mettant en place les installations expérimentales indispensables à leur validation (maquettes critiques, boucles de thermo-hydraulique).

Les années 80 ont été marquées par deux réalisations majeures, la mise en service de la 1ère version des codes des familles APOLLO et CATHARE : APOLLO est dédié au calcul de la distribution des neutrons générant les réactions en chaîne de fission dans un cœur de réacteur nucléaire ; CATHARE, lui, calcule le comportement thermohydraulique d’ensemble de la chaudière nucléaire, en particulier il permet de s’assurer qu’en toute situation le combustible nucléaire dispose d’un refroidissement suffisant pour éviter sa fusion.

Depuis plus de 10 ans, le CEA développe des modélisations multi-échelles et multi-physiques qui en prenant mieux en compte le caractère couplé des phénomènes physiques qui interviennent au sein d’un réacteur permet d’accroître la précision des simulations réalisées. Cette démarche est grandement facilitée par l’apparition de supercalculateurs qui offrent aux concepteurs une très forte augmentation de leurs moyens de calcul.

La plupart de ces outils développés par le CEA est utilisé par les grands « opérateurs » français du nucléaire (Areva, EDF, IRSN) et sont, pour certains, des références mondiales dans le domaine.


Applications

  • Energie nucléaire

  • Démantèlement-assainissement

​Simulation du comportement du combustible dans un réacteur actuel de 2ème génération
​Simulation du comportement du combustible dans un réacteur actuel de 2ème génération. © P.Stroppa/CEA


Centre de Calcul Recherche et Technologie situé au CEA de Bruyères-le-Châtel
Centre de Calcul Recherche et Technologie situé au CEA de Bruyères-le-Châtel. © P.Stroppa/CEA

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