Laboratoire d'accueil : Laboratoire d'études, de recherche, de développement et de qualification des codes (LERD) 

Date de début de la thèse :  03/10/2010

Nom du doctorant : Clément Chevalier

Objectifs et enjeux opérationnels

Concrètement, l'utilisation de plans d'expériences numériques au sein de la démarche d'expertise de sûreté-criticité vise à améliorer la qualité et l'exhaustivité des conclusions produites dans les avis de l'IRSN.
En effet, une problématique quotidienne liée à l'utilisation des codes de calcul dans une expertise de criticité concerne la difficulté de formaliser des hypothèses exprimées dans le dossier de sûreté dans le contexte d'un modèle numérique. Les notions de "mode de contrôle" (par exemple la masse de matière fissile) et de "paramétres pénalisant" (par exemple un indice d'hétérogénéité) ne sont pas directement modélisées différemment par l'expert en entrée d'une simulation ; il doit alors formaliser ces notions du métier "criticité" en termes de paramétres d'entrée du code et les gérer différemment selon leur nature (contrôle ou pénalisation). La pénibilité, et occasionnellement l'impossibilité de cette formalisation, peut ainsi conduire à censurer certaines configurations de criticité, potentiellement pénalisantes pour la sûreté.
Une approche possible consiste a intégrer le code de calcul avec un algorithme de planification expérimentale afin de pouvoir travailler directement avec les hypothèses exprimées dans le dossier, par exemple des plages de variation admissibles pour les paramètres physiques et chimiques influents sur la criticité.
Les connaissances et outils actuels (notamment issus de DICE) permettent déjà une telle integration algorithme/code, en particulier dans le cas de la recherche des seules conditions pénalisantes ou dans le cas de recherche d'un état limite critique. La difficulté essentielle consiste maintenant à permettre une intégration simultanée de ces deux types d'hypothèses (contrôle et pénalisation) afin de ne pas réduire l'algorithme à une démarche itérative oscillante (solutions de l'algorithme de contrôle utilisées comme paramètres fixés pour la pénalisation, et vice versa, successivement plusieurs fois) qui, outre sa lenteur d'exécution prohibitive, ne garantit aucunement une convergence vers le bon résultat. Il est donc nécessaire de disposer d'algorithmes "hybrides" permettant de définir simultanément un objectif de contrôle pour certains paramètres (ce qui revient a un algorithme d'inversion) et de pénalisation pour d'autres (ce qui revient a un algorithme d'optimisation).
En somme, l'utilisation d'algorithmes consistants en interface des codes de calculs peut permettre de rapprocher fortement l'expression des hypothèses du dossier de sûreté et la simulation de ces mèmes hypothèses. Il en résulterait un gain opérationnel en termes de qualité et d'exhaustivité (et accessoirement de rapidité) de l'expertise effectuée par l'IRSN.