Sûreté et durabilité des enceintes de confinement en béton des réacteurs nucléaires : synergie des modèles multiphysiques/multi-échelles et pilotés par les données – SyMulDaM

La valeur intrinsèque de l'énergie nucléaire par rapport aux autres sources d'énergie réside dans un approvisionnement énergétique stable à un coût très compétitif, sans impact négatif sur le changement climatique. La principale faiblesse à éliminer concerne la gestion du risque d'accident grave (comme la récente catastrophe de Fukushima), la garantie de la sûreté et de la durabilité du confinement en béton des réacteurs pour les installations existantes vieillissantes et l'innovation pour les nouvelles installations nucléaires. Les principales idées innovantes pour atteindre ces objectifs portent sur la fourniture de prévisions fiables intégrant des modèles multiphysiques/multi-échelles et une approche basée sur les données. Ces prévisions seront validées sur la centrale nucléaire existante en République tchèque, en collaboration directe avec le partenaire industriel. Le concept fondamental et l'innovation reposent sur les capacités de modèles de fracture multiphysiques/multi-échelles affinés du confinement en béton (représentant les hétérogénéités du béton vieillissant, le glissement des armatures et l'ensemble des modes de rupture/fracture 3D avec espacement et ouverture des fissures) afin de fournir des « mesures » numériques fiables à combiner avec des mesures expérimentales directes et ainsi élaborer l'approche intégrée proposée. Ces modèles ont été développés par le chef d'équipe français alors qu'il était à l'ENS-Cachan (nominé pour l'ERC AdG) dans le cadre d'une collaboration à long terme (15 ans) avec les champions français de l'industrie nucléaire (EDF et CEA) et le gouvernement français (IRSN). Ils peuvent être vérifiés et validés par rapport aux données recueillies par le partenaire industriel (Electroprojekt), qui est le propriétaire-exploitant du seul réacteur nucléaire en République tchèque. Ce projet offrira également la possibilité d'une collaboration avec l'Université technique tchèque (CTU) sur le développement ultérieur des aspects des modèles multiphysiques (pour les fissures initiales et induites du béton vieillissant) et l'intégration de ces résultats dans une approche hybride dans le cadre d'un jumeau numérique où ils seront soutenus par l'apprentissage automatique et une approche basée sur les données. Les compétences de l'équipe CTU en technologie des jumeaux numériques (démontrées dans des projets collaboratifs concernant la conception et la prédiction de durée de vie avec l'équipe ARIANE 6) nous permettront de prototyper un outil stochastique pour quantifier le risque d'accident grave pour les centrales électriques existantes et nouvelles. Les résultats de ce projet peuvent également être utilisés pour l’optimisation de la méthodologie certifiée à utiliser pour le développement et la surveillance de petits réacteurs modulaires (SMR) présentant un risque réduit de défaillance en cas d’accident grave.