Cette installation offre une capacité de visualisation simple et globale des simulations numériques réalisées par le CEA dans le domaine de l’énergie nucléaire. Avec les meilleures technologies de projection et de travail collaboratif, elle permet de représenter, en 3 dimensions, la modélisation des phénomènes physiques qui se produisent, par exemple, dans les réacteurs en fonctionnement.

le mur d'images 3D pour la recherche nucléaire - (c) P. Stroppa / CEA

D’une dimension de 5,5 m sur 3,0 m, le mur d’images offre une résolution de 6,4 millions de pixels soit 0,4 pixel du mm². L’écran est constitué d’un seul pavé monobloc et pèse 800 kg. La visualisation 3D est obtenue via l’utilisation de lunettes stéréophoniques, générant des images séparées sur l’œil droit et sur l’œil gauche.

La simulation numérique pour l’énergie nucléaire

L’objectif des travaux de simulation numérique est la fourniture de logiciels, appelés « codes », permettant la modélisation de systèmes nucléaires (réacteurs et cycle) pour répondre à des besoins industriels ou de R&D.
La simulation numérique est une « représentation » du réel, fondée sur des modèles théoriques ou phénoménologiques. Les codes issus de ces travaux sont validés par confrontation à des résultats expérimentaux, dans les installations du CEA ou de ses partenaires (réacteurs de recherche, laboratoires « chauds », laboratoires de chimie…). Le couplage des codes permet des calculs complexes prenant en compte le caractère multi-physique du comportement des réacteurs, dans le cadre de leur conception, de leur exploitation et des études de sûreté.

Le recours à la simulation numérique permet :

• d’explorer des domaines difficilement accessibles, par exemple le comportement des installations nucléaires en situation accidentelle ;
• de comprendre des phénomènes physiques et de confronter ces modèles avec l’expérience ;
• d’optimiser les coûts et les durées de conception.

Un outil d’analyse et de travail coopératif pour les ingénieurs

Pendant une simulation qui peut nécessiter plusieurs milliers d'heures de calcul et utiliser simultanément plusieurs milliers de processeurs, ce sont des dizaines de milliers de « photographies » de la simulation qui sont enregistrées en vue d'analyse. Ces photographies fournissent non seulement la position et la géométrie des objets simulés, mais aussi des centaines d'autres paramètres pour chaque élément de simulation.

Les données ainsi produites sont stockées sur des disques optiques et des bandes magnétiques. Un calculateur graphique extrait et prépare les données à visualiser, puis calcule les images qui sont envoyées sur le mur d'images.
Ainsi, hormis pour le choix des couleurs qui permet de distinguer les phénomènes visualisés (différents flux, variations de température, différents composants), les images visualisées ne font l’objet d’aucun arrangement graphique. L’ensemble des points des images traduisent les résultats du code de calcul : nombre de particules, formes, trajectoires, vitesse de déplacement…

En représentant fidèlement les calculs numériques, le mur d’images devient un outil incontournable de visualisation et d’analyse des données, utilisé par toutes les communautés d’ingénieurs.
Au CEA, environ 400 personnes travaillent pour la simulation numérique pour l’énergie nucléaire.

pour aller plus loin :

• consulter le dossier de presse "la simulation numérique pour le nucléaire"