Analyse du potentiel des petits réacteurs modulaires dans les systèmes énergétiques locaux bas-carbone

Les petits réacteurs modulaires (SMR) offrent la possibilité de relever divers défis énergétiques et environnementaux, au-delà de la simple production d'électricité. À l'échelle locale ou régionale, les SMR peuvent être pleinement intégrés à des systèmes énergétiques hybrides innovants, incluant les énergies renouvelables variables et l'énergie nucléaire, sous forme d'électricité, de chaleur, d'hydrogène, de systèmes de stockage d'énergie, de réseaux de chaleur et de réseaux électriques. Ces systèmes intégrés sont actuellement en cours de développement. Le projet Euratom TANDEM, coordonné par le CEA, a développé entre 2022 et 2025 des outils et des méthodologies pour étudier l'intégration des SMR au sein de systèmes énergétiques hybrides et les a mis en œuvre dans des cas d'usage illustratifs.

L'institut de recherche et développement IRESNE du CEA Cadarache propose de poursuivre les travaux initiés dans le cadre du projet TANDEM sous la forme d'un postdoctorat portant sur l'analyse de cas d'usage plus complexes. Le postdoctorant participera à une collaboration internationale visant à définir un cas d'usage fondé sur des projections de besoins énergétiques d'un grand port d'Europe de l'Est et à proposer des systèmes énergétiques bas carbone intégrant des SMR. À cette fin, ces systèmes seront conçus par une approche d’optimisation technico-économique, tenant compte de l’impact environnemental, à l'aide du logiciel Cairn développé par le CEA. Leurs performances seront ensuite évaluées grâce à des simulateurs développés avec la bibliothèque TANDEM, basée sur Modelica.
Pour les besoins propres au CEA, le postdoctorant pourra également travailler à la définition et à l'analyse d'autres cas d'usage pertinents, tels que l'approvisionnement énergétique d'une île des territoires français d'outre-mer.

Ce travail sera mené en collaboration entre les concepteurs de systèmes énergétiques bas carbone de l'IRESNE et les développeurs de Cairn de l'institut CEA/LITEN.

Décomposition de l’énergie des fragments de fission issues d’approches microscopiques pour alimenter en données d’entrée le code FIFRELIN

Le code FIFRELIN (FIssion FRagment Evaporation modeLINg), développé depuis 2009 au CEA, simule la formation et la décroissance des fragments issus de la fission nucléaire. Il contribue à l’enrichissement de la base de données nucléaires européenne JEFF, utilisée pour les simulations de réacteurs. Le calcul se fait en deux étapes : génération des fragments de fission (caractéristiques physiques) puis leur décroissance via une approche Monte Carlo Hauser-Feshbach. Au moment de la scission en deux fragments, l’énergie totale se répartit entre énergie cinétique (TKE) et énergie d’excitation (TXE). Le TXE se divise à son tour en énergie de déformation et excitation intrinsèque, déterminant l’émission de neutrons et de photons. La précision des données sur le TXE et le TKE est essentielle pour améliorer les performances de FIFRELIN. Les approches théoriques de type microscopique (Hartree-Fock-Bogoliubov, méthode de la Coordonnée Génératrice, etc.) sont utilisées et développées à la DES dans le but de fournir des données théoriques en soutien aux données nucléaires évaluées. Ce post-doctorat vise à utiliser et améliorer ces modèles pour obtenir une connaissance plus fine des propriétés nucléaires à la scission.
Le/la candidat(e)recherché possède plusieurs années d'expérience (3 ans ou plus) en théorie de champ moyen nucléaire (de type Hartree-Fock-Bogoliubov, champ moyen relativiste, etc.) ou en méthode de la coordonnée génératrice.

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