Contexte :
EDF exploite actuellement 56 réacteurs nucléaires en France dont le fonctionnement est soumis à diverses exigences de sûreté garantissant l'absence de risque pour la population et l'environnement y compris en cas de situation incidentelle ou accidentelle. La démonstration de sûreté s'appuie sur des outils de calcul scientifique permettant de simuler les phénomènes physiques à l’œuvre lors de transitoires accidentels. Parmi ces outils, THYC est le logiciel de référence d’EDF pour la simulation 3D des écoulements monophasiques et diphasiques (eau-vapeur) dans le cœur. Il est utilisé notamment pour évaluer le risque d’occurrence de la crise d’ébullition (assèchement au niveau de la paroi d’un crayon combustible).
Les modèles physiques implémentés dans THYC font intervenir divers paramètres dont la valeur est en général établie expérimentalement. Ces paramètres ne sont toutefois pas directement observables et doivent donc être déterminés à partir des mesures expérimentales d’autres grandeurs thermohydrauliques.

Problématique :
On s'intéresse ici à l'incertitude affectant ces paramètres explicatifs des modèles physiques. La caractérisation et la quantification des incertitudes constituent des éléments essentiels de l’argumentaire de sûreté bâti à partir de calculs issus de THYC. C'est un problème difficile du fait du nombre important de paramètres dont l'incertitude est susceptible d'impacter la grandeur finale d'intérêt du calcul, et de l'impossibilité d'observer directement les paramètres incertains.
Afin de développer une méthodologie adaptée à ce problème, on souhaite dans un premier temps mieux cerner le comportement du code vis-à-vis des différents paramètres incertains. On cherchera à identifier les paramètres les plus influents sur les grandeurs d'intérêt produites par THYC, puis à identifier les paramètres explicatifs des modèles du code ayant une influence linéaire sur la sortie, ainsi que les potentielles interactions entre paramètres à l'origine de comportements d'entrée/sortie plus complexes.

Objectifs et déroulement du stage :
Diverses méthodes d'analyse de sensibilité offrent des renseignements complémentaires pour mener cette exploration du modèle physique : méthode de Morris, indices de Sobol', HSIC, indices basés sur les dérivées.

Le stage proposé consiste à mettre en œuvre ces différentes méthodes afin de produire un tableau synthétique détaillé des paramètres les plus influents, des principaux effets non-linéaires observables et des groupes de paramètres interagissant de manière prépondérante : prise en main de THYC, état de l'art sur les méthodes d'analyse de sensibilité, application aux différentes grandeurs d'intérêt. Un travail approfondi d'analyse et d'interprétation physique permettra de guider les choix méthodologiques pour la quantification des incertitudes à partir des données expérimentales.

Compétences :

Mathématiques appliquées/statistiques, Python

Cadre :

Stage de fin d'étude Ingénieur ou équivalent Master II de 6 mois

Unité d’accueil :

EDF R&D, Département Performance, risque industriel et surveillance

pour la maintenance et l’exploitation

6 quai Watier - 78400 CHATOU | RER Ligne A - Station Rueil Malmaison