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ANALYSE DES CORRÉLATIONS ET DES FLUCTUATIONS DANS LES SIMULATIONS MONTE-CARLO CINÉTIQUES H/F

  • Stage
  • Gif-sur-Yvette (Essonne)

Description de l'offre

Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.

Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :
. la défense et la sécurité
. l'énergie nucléaire (fission et fusion)
. la recherche technologique pour l'industrie
. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).

Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.

Référence

2021-19136

Description du poste

Domaine

Neutronique et physique des réacteurs

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

ANALYSE DES CORRÉLATIONS ET DES FLUCTUATIONS DANS LES SIMULATIONS MONTE-CARLO CINÉTIQUES H/F

Sujet de stage

Stage en modélisation et simulation numérique

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

La simulation Monte-Carlo se fonde sur la réalisation d'un très grand nombre de trajectoires aléatoires de neutrons, en accord avec les lois physiques sous-jacentes (probabilité d'interaction particule-matière, lois de renvoi en angle et énergie, etc.), et un traitement exact de la géométrie du système simulé est en principe possible. L'absence d'approximations est contrecarrée par un coût de calcul très élevé, les incertitudes sur les grandeurs estimées étant inversement proportionnelles à la racine carrée du nombre d'histoires. Par ces faits, la simulation Monte Carlo est considérée comme la méthode de référence pour la neutronique.
Grâce à la puissance croissante des ordinateurs, il devient envisageable aujourd'hui que la simulation Monte-Carlo s'ouvre à la solution de problèmes non-stationnaires, un enjeu central pour la sûreté des installations nucléaires. Pour ce faire, le principal verrou scientifique à lever est la prise en compte des échelles de temps très différentes des neutrons prompts et des neutrons retardés dans les transitoires longs (Monte-Carlo « cinétique »). Les méthodes cinétiques ont fait l'objet d'un effort de recherche important ces dernières années, ce qui est témoigné entre autre par les évolutions récentes du code TRIPOLI-4® du CEA.

Dans le cadre de ce stage, nous nous proposons de nous doter des outils conceptuels permettant de comprendre et maîtriser les fluctuations statistiques et les corrélations des calculs Monte-Carlo cinétiques. En particulier, le travail de stage s'articulera autour de l'analyse des fluctuations et des corrélations en espace et en temps dans les calculs cinétiques. Des études récentes ont mis en évidence deux phénomènes propres aux simulations non-stationnaires : la présence de mécanismes spontanés de regroupement spatial (« clustering ») des neutrons et la présence d'une forte persistance temporelle des tendances sur les fluctuations. L'origine de ces deux effets est liée à la présence de corrélations en espace et temps induites par les chaînes de fission : la compréhension théorique et la quantification de ces mécanismes est indispensable afin de pouvoir garantir la fiabilité des incertitudes statistiques estimées dans les calculs Monte-Carlo cinétiques. Un focus particulier concernera les effets non-linéaires des rétroactions physiques sur l'évolution temporelle de la population neutronique. Les retombées de ce travail devraient assurer une percée majeure pour les méthodes Monte-Carlo cinétiques.


L'étudiant s'appropriera avant tout de l'état de l'art des méthodes Monte-Carlo pour le traitement des problèmes cinétiques, en particulier concernant les techniques de réduction de variance (contrôle de la population, méthodes « sans branchement », décroissance forcée des précurseurs, etc.). Ensuite, le travail sera focalisé sur le développement d'outils de simulation numérique pour l'analyse de la variance et des corrélations en espace et et en temps, avec un code Monte-Carlo simplifié.

Profil recherché

Profil du candidat

Master 2 ou 3ème année école d'ingénieur : connaissances en informatique scientifique (C++, environnement Linux, Python, LaTeX) et en physique des réacteurs

Faire de chaque avenir une réussite.
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