Simulation neutronique par Monte Carlo: de la réduction de variance à la modélisation d'un SMR

par Thayz GOMES FERREIRA (Equipe Scénario)

jeudi 12 mars 2026, 14:00 → 16:00 Europe/Paris

Amphi G.Besse (Subatech IMT Atlantique)

La simulation Monte Carlo est la méthode numérique de référence pour les problèmes de transport de particules. Pour des applications en radioprotection, la probabilité qu'une particule issue de la source atteigne le détecteur en échantillonnant son parcours des lois 'naturelles' est potentiellement très faible, en raison de la présence d'écrans absorbants, voir des voies de contournement permettant aux particules de s'échapper de la géométrie. Dans ce contexte, il devient impératif de déployer des méthodes de réduction de la variance, afin d'obtenir des statistiques acceptables (dans un temps de simulation raisonnable) au détecteur. Parmi ces méthodes, celles dites 'à zéro variance' représentent une classe idéale, permettant d'obtenir la réponse au détecteur sans aucune incertitude statistique. Bien qu'impossibles à exploiter directement, ces approches ont inspiré de nombreuses stratégies de réduction de la variance, telle que la méthode Consistent Adjoint-Driven Importance Sampling (CADIS), qui s'est désormais imposée dans la plupart des codes Monte Carlo industriels. En vue de ces considérations, dans ma thèse au CEA, nous avons étudié le comportement des méthodes à variance nulle, en particulier leurs propriétés de convergence et leur robustesse, dans des cas présentant la multiplication neutronique, à l'aide de quelques configurations de référence qui ont permis d'illustrer les résultats théoriques obtenus.  Les codes de simulation Monte Carlo trouvent naturellement leur application dans la modélisation neutronique des réacteurs, où, bien que les facteurs à l'origine des difficultés statistiques soient différents de ceux rencontrés en radioprotection, l'erreur statistique demeure un facteur qu'il convient de maîtriser. La modélisation des réacteurs nucléaires par la simulation neutronique joue un rôle essentiel dans la construction des modèles physiques utilisés dans le code de scénario nucléaire CLASS. Dans le cadre de mon poste actuel dans l'équipe SCENARIO, j'applique mes compétences en simulation Monte-Carlo pour développer un schéma de modélisation neutronique de petits réacteurs modulaires (SMR). L'intégration de ces modèles dans le code CLASS permettra d'étudier l'impact du déploiement SMR au sein de parcs comprenant des réacteurs à eau pressurisée (REP). Cette analyse sera conduite au sein de l'équipe SCENARIO, et se concentrera aussi bien sur les performances techniques qu'économiques des SMR.