Développement d’un schéma de calcul neutronique pour la modélisation du pilotage des SMR (Small Modular Reactors) sans bore soluble ; Development of computation schemes for small-sized boron-free PWR

La puissance d’un réacteur à eau pressurisée (REP) industriel est généralement de l’ordre de 1000 MWe. Avec l’émergence des nouveaux marchés tels que l’alimentation de sites isolés ou la production de chaleur, des concepts de petits réacteurs modulaires (small modular reactor ou SMR) sont proposés avec des puissances inférieures à 300 MWe. Certains concepts de SMR n’utilisent pas de bore soluble dans le circuit primaire, malgré son utilisation quasi-systématique dans les REP. Le contrôle de la réactivité de ces réacteurs repose donc principalement sur l’insertion et le retrait des grappes de contrôle. L’utilisation de poisons consommables à poste fixe permet également un contrôle de la réactivité à la conception et limite la quantité d’absorbants mobiles insérés dans le cœur.Un schéma de calcul déterministe en deux étapes est généralement utilisé pour la modélisation des REP. La première étape est un calcul de transport neutronique sur une géométrie 2D détaillée d’un assemblage combustible en réseau infini. Dans un schéma de calcul standard, une évolution toutes grappes extraites (TGE) est réalisée sur une plage de burnup. Des calculs de reprise sont effectués à chaque pas de burnup en faisant varier les paramètres principaux de fonctionnement tels que la densité du modérateur, la température du combustible et l’insertion de la grappe de contrôle. Les sections efficaces multigroupes sont ensuite condensées à deux groupes et homogénéisées à l’échelle de la cellule combustible. Les librairies de sections efficaces ainsi obtenues sont utilisées à l’étape cœur pour le calcul des distributions 3D de puissance par résolution de l’équation de la diffusion à deux groupes d’énergie. L’hypothèse d’évolution du combustible en configuration TGE nécessite d’être remise en question au regard de l’insertion prolongée des grappes de contrôle pour un cœur de REP sans bore soluble, qui modifie le spectre neutronique d’évolution.Le premier objectif de ce travail de thèse est de quantifier les écarts numériques introduits par le ...