Laboratoire de Statistique et des Méthodes Avancées (LSMA)

Le Laboratoire de Statistique et des Méthodes Avancées (LSMA) est situé à Cadarache, dans les Bouches-du-Rhône. Dirigé par Fabienne Ribeiro, il est constitué de 12 membres permanents, dont 2 membres Habilités à Diriger des Recherches (HDR) et de membres non-permanents (alternants, stagiaires, thésards, post-doctorants). 

Contexte et thématiques de recherche

La mission générale du laboratoire est de développer et de maintenir à jour la connaissance concernant les méthodologies dites « avancées » ou « amont » (description échelles fines et remontées d'échelles, approches mécanistes, couplages multiphysiques, sciences des données…)  permettant notamment d'étudier et modéliser le comportement thermomécanique des matériaux et leur vieillissement, la thermohydraulique et les échanges thermiques dans les principaux composants des réacteurs nucléaires, ainsi que l'interaction entre ces phénomènes.

Le laboratoire réalise également dans son domaine des études en support à d'autres unités et contribue à des dossiers d'expertise.

Dans ce cadre, les savoirs et métiers du laboratoire sont les suivants :

• Science des données et système d'aide à la décision (statistique, machine learning, réseaux de neurones, réseaux bayésiens, analyse multicritère),
• Mécanique des fluides et thermique (CFD, milieux multiphasiques, transferts de chaleur, changements de phase…),
• Mécanique (micromécanique, mécanique de la rupture, milieux hétérogènes complexes, zones cohésives, lois de comportement…),
• Physique du solide (structure électronique, Dynamique Moléculaire, Monte Carlo…),
• Couplages multi-physiques (thermo-mécanique, chimio-mécanique, neutronique-thermo-hydraulique…),
• Développements de logiciels scientifiques (Eléments Finis, méthodes numériques approches statistiques, traitement d'image, génie logiciel, etc…).

Axes de recherche

Axe sciences des données et évaluation des risques :

• Expertise augmentée : Intelligence Artificielle et sûreté nucléaire (arbres de décision, réseaux de neurones, systèmes expert),
• Traitement de l'information (analyse multicritère, propagation d'incertitude, métamodélisation),
• Statistique et analyse de données.

Axe thermo-hydraulique et changement de phase :

• Thermo-hydraulique d'une piscine d'entreposage de combustible en situation accidentelle,
• Interactions fluide-structure au sein des générateurs de vapeur en situation normale et accidentelle,
• Thermo-hydraulique de systèmes de sûreté passifs,
• Modélisation de la thermohydraulique en cœur lors de transitoire : couplage thermohydraulique/neutronique et thermohydraulique/thermomécanique crayon combustible,
• Echanges thermiques gaine/réfrigérant et combustible réfrigérant lors d'accidents de réactivité.

Axe micromécanique et physique du solide :

• Vieillissement des matériaux métalliques de l'industrie nucléaire,
• Vieillissement et pathologies des bétons,
• Modélisation avancée du comportement thermomécanique du combustible,

Equipe de recherche

Liste des chercheurs et ingénieurs du laboratoire :

Fabienne Ribeiro (HDR), cheffe de laboratoire
Jean Baccou (HDR), ingénieur-chercheur (sciences des données, responsable du logiciel SUNSET)
Éric Chojnacki, ingénieur-chercheur-expert (sciences des données)
Marc Forestier, ingénieur-chercheur (mécanique des fluides)
Andrei Jelea, ingénieur-chercheur (physique du solide)
Jimmy Martin, ingénieur-chercheur (mécanique des fluides)
Hervé Mutelle, ingénieur-chercheur (mécanique des fluides)
Céline Pélissou, ingénieure-chercheure (mécanique du solide, co-directrice du MIST)
Frédéric Péralès, ingénieur-chercheur (mécanique numérique, responsable du logiciel Xper)
Pierre Ruyer, ingénieur-chercheur (mécanique des fluides, responsable du logiciel CIGALON)
Pierre-Guy Vincent, ingénieur-chercheur (mécanique du solide)
Daniele Vivaldi, ingénieur-chercheur (mécanique des fluides)
Arnaud Allera, doctorant (physique du solide – vieillissement des aciers, 2018-2021)
Alessandra Del Masto, post-doctorante (sciences des données et modélisation atomistique, 2019-2021)
Jean Muller, doctorant (mécanique des fluides et transferts de chaleur, 2018-2021)
Joffrey Lhonneur, doctorant (mécanique du solide, vieillissement des bétons, 2017-2021)

Equipement et techniques

Les logiciels de calcul scientifique développés en propre et la maîtrise d'outils de calcul extérieurs

• Chaine de calcul ANTARES, pour l'interaction entre thermohydraulique et neutronique lors de transitoires de puissance,
• Logiciel CIGALON, pour l'interaction thermique de type explosif entre eau et matériaux hautes températures,
• Logiciel SUNSET pour l'analyse et la propagation des incertitudes et l'analyse des données,
• Logiciel Xper, pour la simulation de la fissuration complexe de matériaux hétérogènes (crayon combustible, béton, …) et des interactions complexes entre corps (contact pastille-gaine, contact gaine-gaine,…),
• Moyens de calcul généralistes (CAST3M, Mathematica, R, Python, etc.),
• CFD : Code_Saturne, Neptune_CFD, CFX
• Thermohydraulique échelle système : CATHARE 2 et 3

Partenariat et réseaux de recherche

Laboratoire commun IRSN/CNRS /Université de Montpellier : MIST
Consortium CONCRETE
Groupement de Recherche ModMat "Modélisation des Matériaux"
Groupement de Recherche Transinter
Fédération de recherche ECCOREV

Principaux partenaires académiques :

INSA Lyon, LMGC (Montpellier), CINaM (Marseille), Ecole Centrale Marseille, IMFT (Toulouse), LMDC (Toulouse), LEMTA (Nancy), CETHIL (Lyon), IUSTI (Marseille), UCL (Belgique), LIS (Marseille), LAMSADE (Paris), LMA (Marseille), PROMES (Perpignan) …

Principaux partenaires industriels:

CEA, EDF, FRAMATOME
Groupe d'activités OCDE sur la CFD dans le domaine de la sûreté nucléaire (https://www.oecd-nea.org/nsd/csni/cfd/)
Organismes de sûreté : BelV (Belgique)