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Doctorant en physique du cycle electronucléaire (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
- Français-- Anglais

Date Limite Candidature : samedi 15 juin 2024 00:00:00 heure de Paris

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Informations générales

Intitulé de l'offre : Doctorant en physique du cycle electronucléaire (H/F)
Référence : UMR9012-MARERN-001
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : ORSAY
Date de publication : mercredi 15 mai 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Interactions, particules, noyaux du laboratoire au cosmos

Description du sujet de thèse

Analyse des incertitudes associées aux stratégies de multi-recyclage du Pu avec le code de simulation de cycle CLASS

Contexte de travail

Récemment, l’évolution du contexte de l’énergie nucléaire a conduit à des changements importants dans les scénarios proposés par les différentes institutions. En particulier, depuis l’arrêt du projet ASTRID en 2018, le déploiement des réacteurs à neutrons rapides en France est reporté à la fin du 21ᵉ siècle. Ce retard et les incertitudes sur le déploiement effectif des RNR ont remis en cause les stratégies existantes d’attente du combustible MOX usé et ont poussé au développement de cycles permettant le multi-recyclage du Pu dans les REP pour éviter l’accumulation de ce dernier. Ce multi-recyclage du Pu dans les REP est au cœur de la nouvelle stratégie de référence française et devrait permettre la gestion du plutonium jusqu’à la fin du siècle sans remettre en cause le déploiement potentiel futur des RNR. Ce déploiement du multi-recyclage dans les REP devra se faire dans un parc dont l’évolution de la puissance est conditionnée par les décisions sur le mix électrique français dont les scénarios de RTE 2021 donnent un aperçu intéressant.

Les stratégies du cycle du combustible impliquent la prise en compte d’un très grand nombre de possibilités et de variables. Même avec les restrictions sur la technologie des réacteurs et l’évolution de la puissance installée, l’espace des possibilités reste très large. De plus, de nombreuses incertitudes affectent les résultats d’une simulation de scénarios, dont les inventaires de matière. Les données physiques comme les sections efficaces à la base des modèles utilisées dans les codes sont soumises à des incertitudes qui peuvent avoir des impacts non négligeables sur certains résultats de la simulation [3,4]. Mais les paramètres opérationnels comme les temps d’irradiations ou les caractéristiques des installations du cycle sont aussi soumis à des incertitudes qui affectent souvent encore plus les résultats des simulations [3,4]. De plus, les processus physiques et chimiques mis en jeu dans le cycle ne sont simulés dans les codes que via des modèles simplifiés [5]. Cela permet d’accélérer le temps de simulation, mais introduit des biais qui affectent également les résultats du scénario.

En parallèle de ces plans de multi-recyclage du plutonium en REP, le déploiement des réacteurs de 4e génération à la fin du 21e siècle ou au début du 22e est toujours planifié. Beaucoup moins contraintes que les stratégies à long terme, les stratégies envisageables à cette échéance sont beaucoup plus libres, mais aussi plus incertains. En effet, le niveau d’incertitude sur l’état potentiel du cycle et les leviers actionnables sont très dépendants de la temporalité.

Depuis plusieurs années, les équipes de recherche impliquées dans ces études autour de la simulation de cycle nucléaire et de l’impact des modélisations utilisées et des incertitudes associées sont organisées au niveau national via des projets soutenus par NEEDS. En continuité de cette histoire, le projet CINEASTE organise actuellement une réflexion forte sur la caractérisation des scénarios et ce que ça implique sur les incertitudes et les temporalités. Ce projet de thèse s’inscrit pleinement dans cette dynamique et conduira à des interactions nombreuses avec les autres acteurs du projet.

Ce projet de thèse vise à de concevoir et de développer une méthode et des outils permettant d’identifier, de caractériser et de propager les erreurs, biais et incertitudes dans une étude de scénario afin d’évaluer l’incertitude sur la capacité d’une stratégie de multirecyclage de plutonium en REP à permettre un déploiement rapide de réacteur de génération 4 au moment de la décision de changement de stratégie.

Le doctorant sera encadré principalement par Marc Ernoult dans le cadre de son ADR, soutenu par les membres de l'équipe RaPhyNEE.
Un point hebdomadaire permettra l'orientation des travaux de recherche et le suivi de l'acquisition des compétences. Cela permettra de mettre en place les actions de formations nécessaires au bon déroulement du projet de thèse.
Un cahier de laboratoire numérique permettant de garder trace des réalisations et difficultés sera tenu à jour et revu avec l'encadrement régulièrement pour contrôler la vitesse d'avancement du projet et prendre les mesures d'adaptations nécessaires au plus vite.
Il sera intégré dans la communauté nationale de physiciens du cycle électronucléaire par l'intermédiaire de la participation à des meetings et des workshops réguliers au sein du projet NEEDS CINEASTE et du GDR SciNEE permettant d'échanger avec d'autres chercheurs et d'autres doctorants de la même thématique.
Des contacts rapprochés avec les équipes de physiques du cycle électronucléaire à Nantes et à Grenoble, mis en œuvre par des réunions régulières en visioconférence ou en présentiel, permettront au doctorant de situé son travail dans la thématique et de le
mettre en valeur au sein de la communauté.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Les outils et méthodes développées lors du doctorant seront intégrés au package CLASS avec les crédits appropriés à l'apport de chacun. Dans ce cadre, ils seront distribués sous la licence libre CeCILL-B.
Les résultats scientifiques feront l'objet de présentations dans des conférences internationales et la rédaction de papier dans des revues scientifiques du domaine.

Informations complémentaires

Profil et compétences recherchées ::
Master 2 en physique ou diplôme d'ingénieur
Connaissances avancées sur la physique des réacteurs et duc cycle électro-nucléaire.
Compétences en programmation (C++ et Python) et en gestion de données
Compétences en mathématiques appliquées autour de la propagation d'incertitude et/ou de l'optimisation