Description des activités de recherche
Personnes impliquées : Sylvain DAVID, Xavier DOLIGEZ, Marc ERNOULT, Jiali LIANG
Contact : Marc ERNOULT
La simulation des systèmes nucléaires innovants et des scénarios électro-nucléaires poursuit deux objectifs complémentaires : l’amélioration de la modélisation de l’évolution des combustibles dans les réacteurs et l’exploration des possibilités de recyclage des matières dans le futur. Ces études permettent d’améliorer la prédictibilité des simulations de réacteurs mais aussi d’alimenter la réflexion publique sur la filière nucléaire qui implique des temps et des investissements important. Dans notre équipe, ces recherches s’intègrent dans le développement de deux codes dédiés SMURE (pour les études réacteurs) et de CLASS (pour les études du cycle).
Grace à ces deux codes, nos travaux étudient la gestion du plutonium (qui doit être vu, à la fois, comme une ressource précieuse et le déchet nucléaire majoritaire) et sur son utilisation dans les réacteurs actuels (REP). L’échelle d’étude peut être celle de l’assemblage combustible, celle du cœur du réacteur ou celle du parc complet.
Cette vision multi-échelle permet une vision très originale pour l’analyse de différentes stratégies possibles pour l’évolution du nucléaire d’ici la fin du siècle. Cette originalité est renforcée d’une part via la construction de méthodes d’analyses innovantes, tirant parti des performantes infrastructures de calcul scientifique de l’IN2P3 , et d’autre part par une réflexion interdisciplinaire en collaboration avec des sociologues sur le rôle et les usages des scénarios.
Une attention toute particulière est portée sur la gestion des erreurs et de leurs impacts sur nos conclusions. Il s’agit alors de propager les incertitudes des données physiques (sections efficaces, rendements de fission…), de quantifier les biais de calculs et d’estimer l’impact des incertitudes des paramètres du cycle.
Collaborations
Subatech-Nantes, LPSC-Grenoble, CEA/DES/IRESNE/DER/SPRC-Cadarache, IRSN-Fontenay aux Roses, École polytechnique de Montréal/Institut de Génie Nucléaire
Publications récentes
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2021 Coupled CLASS and DONJON5 3D full-core calculations and comparison with the neural network approach for fuel cycles involving MOX fueled PWRs. Guillet, M; Doligez, X; Marleau, G; Paradis, M; Ernoult, M; Thiollière, N; in Annals of Nuclear Energy
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2021 Assessment of strategy robustness under disruption of objective in dynamic fuel cycle studies. Liang, J; Ernoult, M; Doligez, X; David, S; Bouneau, S; Thiollière, N; Krivtchik, Guillaume; Courtin, F; Zhou, Weifeng; Tillement, S; in Annals of Nuclear Energy
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2021 Automated selection of nuclides and reactions of interest in a depletion simulation. Precision loss estimation for multiple outputs. Ernoult, M; Liang, J; Doligez, X; Thiollière, N; Meplan, Olivier; Bouneau, S; David, S; in Progress in Nuclear Energy
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2019 Global and flexible models for Sodium-cooled Fast Reactors in fuel cycle simulations. Ernoult, M; Doligez, X; Thiollière, N; Zakari-Issoufou, AA; Bidaud, A; Bouneau, S; Clavel, JB; Courtin, F; David, S; Somaini, A; in Annals of Nuclear Energy
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2018 A methodology for performing sensitivity analysis in dynamic fuel cycle simulation studies applied to a PWR fleet simulated with the CLASS tool. Thiollière, N; Clavel, J-B; Courtin, F; Doligez, X; Ernoult, M; Zakari-Issoufou, A-A; Krivtchik, G; Leniau, B; Mouginot, B; Bidaud, A; in EPJ Nuclear Science and Technology
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2017 Fundamentals of reactor physics with a view to the (possible) futures of nuclear energy. Doligez, X; Bouneau, S; David, S; Ernoult, M; Zakari-Issoufou, Al-A; Thiollière, N; Bidaud, A; Méplan, O; Nuttin, A; Capellan, N; in Comptes Rendus Physique
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2015 A neural network approach for burn-up calculation and its application to the dynamic fuel cycle code CLASS. Leniau, B; Mouginot, B; Thiolliere, N; Doligez, X; Bidaud, A; Courtin, F; Ernoult, M; David, S; in Annals of Nuclear Energy
Thèses soutenues récemment
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Léa TILLARD (soutenance 2019) Impact du déploiement de réacteurs de type ASTRID sur la gestion dynamique du plutonium dans des scénarios de transitions électronucléaires
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Alice SOMAINI (soutenance 2017) Analyse des erreurs induites par une modélisation simplifiée sur l’évolution des combustibles REP Impact des fuites neutroniques dans les calculs cellules
Thèses en cours
- Jiali LIANG (depuis 2018) : Robustesse des scénarios electro-nucléaires : Évaluer la capacité des stratégies de déploiement de réacteurs à neutrons rapides à s’adapter à des changements d’objectifs