Soutenance de thèse de MARJANOVIC Dusan

Résumé de la thèse

Les réacteurs à sels fondus (RSF) représentent une option prometteuse pour les systèmes nucléaires du futur en raison de leurs caractéristiques favorables pour la gestion des transuraniens, la sûreté et la durabilité. Toutefois, leurs spécificités, en particulier l'utilisation de combustible liquide, impliquent des défis de modélisation particuliers. Alors que la majorité des efforts portent sur une modélisation thermo-hydraulique/neutronique couplée, cette thèse se concentre sur le développement et la validation d'un schéma neutronique déterministe en deux étapes au sein d'une approche entièrement découplée, adaptée aux RSF à spectre rapide. L'objectif est d'accompagner les études de conception à travers une approche physiquement fidèle mais calculatoirement abordable, et d'identifier les besoins en modélisation neutronique pour d'éventuelles études couplées.
L'étude commence par la construction d'un schéma déterministe (schéma projet) en deux étapes à l'aide du code Apollo3® offrant la possibilité de réaliser des calculs dans un temps abordable pour des études de conception (temps de calcul de 18 min). Celui-ci sera considéré comme référence deterministe pour la suite. La robustesse et la précision de ce modèle de référence sont vérifiées par comparaison avec des références Monte Carlo sur un ensemble de configurations représentatives. Les sensibilités aux choix de modélisation, telles que la définition des macro-régions la méthode de génération des sections efficaces et la condensation en énergie sont explorées. Il en ressort que les simplifications fréquemment utilisées dans les schémas déterministes pour les études couplées (par exemple : diffusion, regroupement énergétique grossier) peuvent induire des erreurs significatives, notamment dans les configurations où le réflecteur introduit des hétérogénéités spectrales.
Ce travail quantifie également les effets induits par les distributions de température et de précurseurs sur les grandeurs neutroniques. Les résultats montrent que l'impact de la forme des distributions de précurseurs est négligeable (<1 % d'écart), tandis que les effets liés à la distribution de température peuvent générer des erreurs locales allant jusqu'à 5 %. Toutefois, ces effets de température restent inférieurs à ceux induits par les schémas simplifiés, qui peuvent atteindre 40 % localement (notamment sur la distribution de puissance).
Enfin, des éléments supportant des stratégies pour concilier faible coût de calcul et fidélité physique, sont proposés, tels que des méthodes de correction de température basées sur des sensibilités, ou l'utilisation de schémas simplifiés comme outils de correction dans les cas où les effets thermiques sont significatifs.