Stage – Développement d’un modèle couplé neutronique/thermique combustible Hansen-Fuchs F/H

Au sein de FRAMATOME, la Direction Technique et Ingénierie assure le développement, la conception et le licensing des chaudières nucléaires et des équipements associés. Elle propose également aux exploitants des études d'ingénierie de conception, de réalisation et de services. Elle intervient, à ce titre, comme autorité technique en apportant toute son expertise afin d'offrir un haut niveau de sûreté et de performance.

Cadre

Les travaux s’inscrivent dans le cadre du challenge CH08 sur les couplages en physique des cœurs dont les activités ont débuté en 2024. L’objectif du challenge est à la fois d’étudier des sujets de R&D amont (« problèmes ouverts ») et de développer des approches innovantes dans les études multiphysiques actuelles, en particulier les couplages entre physiques pour l’étude des transitoires dans les réacteurs. Il repose sur des travaux en modélisation (approches analytiques, BEPU ou haute-fidélité), analyse numérique et algorithmique.

Les travaux proposés dans le cadre de ce stage s’intègrent dans le développement d’approches analytiques et numériques des systèmes d’équations aux dérivées partielles (EDP) ou ordinaires (EDO) représentant les diverses physiques en jeu dans un réacteur (limitées à la neutronique, la thermique du crayon, et la thermohydraulique). Les objectifs des approches analytiques sont :

– d’étudier les solutions des systèmes EDP en conditions stationnaires pour des modèles simplifiés sous diverses hypothèses de couplages,

– d’étendre les études à des situations instationnaires (dépendantes du temps) pour se rapprocher des transitoires réels en réacteur,

– de compléter par des études de propagation d’incertitudes des paramètres d’entrée et d’estimer l’impact sur les grandeurs dimensionnantes,

– de déduire le cas échéant des modèles analytiques simplifiés et consolidés du point de vue physique qui puissent se substituer à des modélisations complexes dans les codes actuels.

Dans certaines conditions idéales, les équations se simplifient fortement. C’est notamment le cas des transitoires accidentels d’injection de réactivité (Reactivity Initiated Accident – RIA). Ces modèles permettent de déduire les principales propriétés et caractéristiques des transitoires, fondamentales pour les études de sûreté.

Objectifs et programme de travail
L’objectif des travaux du stage sera de développer un modèle couplé simplifié neutronique en approximation « cinétique point » couplé à une équation de thermique combustible 0D en conditions adiabatiques. 

Le programme de travail envisagé s’articule de la manière suivante :

– Réalisation d’une étude bibliographique sur les approches Hansen-Fuchs et Nordheim-Fuchs : intérêt et limitations,

– Développement du modèle analytique complet neutronique/thermique, et son adaptation à un REP : données cinétiques et de thermique combustible associées,

– Développement d’une modélisation numérique (C++ ou Python) du modèle Hansen-Fuchs, et premières modélisations (critique puis prompt-critique),

– Intégration des équations liées à la propagation des incertitudes des paramètres d’entrée : bi, li, données thermiques.

Vous êtes étudiant(e) en Master ou en école d’ingénieurs et recherchez un stage de 6 mois pour votre BAC+5 avec une forte composante analyse fonctionnelle et numérique. Une connaissance de la neutronique est un plus.

Vous avez une bonne capacité à développer en Python/C++ ou tout logiciel permettant de résoudre des systèmes d’EDP (Mathematica, Matlab, OpenFOAM)…

Vous avez un bon esprit de réflexion et savez faire preuve de rigueur.

Specialization: TAH - Safety, process and systems design - Reactor operation & functional design

Level of education (all) Master

Place: France, Auvergne-Rhône-Alpes, Rhône (69), Lyon

Employment level: Cadre

Position under administrative investigation: Yes

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