Thèse soutenue

Développement d’une méthode stochastique de propagation des incertitudes neutroniques associées aux grands coeurs de centrales nucléaires : application aux réacteurs de génération III

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Auteur / Autrice : Ludovic Volat
Direction : Alain Santamarina
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Energie, Rayonnement, Plasma
Date : Soutenance le 10/10/2018
Etablissement(s) : Aix-Marseille
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Etudes et de Développement des Coeurs (CEA Cadarache)
Jury : Président / Présidente : Conrad Becker
Examinateurs / Examinatrices : Elsa Merle, Bernard Gastaldi
Rapporteurs / Rapporteuses : Paul Reuss, Piero Ravetto

Résumé

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Les réacteurs nucléaires de génération III s'inscrivent dans la continuité des réacteurs à eau sous pression actuels, tout en présentant un certain nombre d'améliorations en terme de sûreté, de rendement et d'environnement.Parmi les caractéristiques de ces réacteurs, la taille importante du coeur et l'utilisation d'un réflecteur lourd se traduisent par une meilleure efficacité neutronique et une meilleure protection de la cuve.Du fait de leur grande taille, le risque de basculement de la nappe de puissance neutronique est exacerbé. Le basculement est donc un paramètre d'intérêt à prendre en compte dans les études de sûreté. Par ailleurs, le calcul de l'incertitude associée à la nappe de puissance neutronique est difficilement atteignable par les méthodes déterministes actuellement implémentées dans les codes de neutronique.Ce travail de thèse a donc porté sur le développement d'une méthode stochastique innovante de propagation des incertitudes neutroniques. Tout en étant basée sur des résultats probabilistes, elle tire parti de la puissance croissante des moyens de calcul informatique afin de parcourir tous les états du réacteur statistiquement prévus.Après avoir été validée, cette méthode a été appliquée à un benchmark de grand coeur de l'OCDE/AEN avec des valeurs de covariances issues d'une analyse critique. Ainsi, pour ce système, l'incertitude associée au facteur de multiplication effectif des neutrons keff (1σ) vaut 638 pcm . Par ailleurs, le basculement total vaut 8.8 \% (1σ), et l'incertitude maximale associée à l'insertion d'un groupe de barres absorbantes utilisées pour son pilotage vaut 11~\% (1σ).