STAGE 6 MOIS - ELABORATION ET VALIDATION DE MODELES D'ETUDES MONTE-CARLO F/H

Sodern, filiale d'ArianeGroup, est une entreprise spécialisée dans la conception et la fabrication de systèmes de haute technologie dans les domaines de l'optronique spatiale et de la neutronique. Parmi ces produits, les tubes neutroniques constituent l'une des briques principales des systèmes neutroniques dédiés à l'analyse de matière (CNA, sondes Fastgrade) dans des domaines d'application variés (industries minière et pétrolière, sécurité…). Ces tubes se comportent comme des accélérateurs de particules miniaturisés dont le principe de fonctionnement consiste à générer des neutrons par la réaction nucléaire de fusion "deutérium+tritrium". Le deutérium et le tritium sont accélérés sous forme ionique sous l'effet d'un champ électrique intense vers une cible imprégnée de ces mêmes éléments où se déroule la réaction nucléaire à l'origine de l'émission de neutrons de 14 MeV. Afin d'optimiser les performances de ces tubes (débit d'émission neutronique, durée de vie et fiabilité) et de limiter les claquages qui occurrent dû à la très haute tension, il est impératif d'avoir une bonne connaissance des phénomènes internes au tube (émission froide, activation de la matière environnante, émission indirecte de particules ionisantes dont alpha, beta, gamma, photon X…).

Ce stage s'inscrit dans une optique d'amélioration continue de nos produits et a pour objectif principal l'élaboration de modèles d’études Monte-Carlo (MCNP), c’est-à-dire la création et la validation de modèles géométriques réalistes de différents tubes en s’appuyant sur les dossiers de définition et de fabrication de Sodern. Ce stage s’inscrit en parallèle d’une thèse se déroulant dans nos locaux et dont le doctorant en deuxième année assurera l’encadrement du stage, avec l’appui de son encadrant et d’ingénieurs expérimentés. En tant que stagiaire, vous serez formé sur nos tubes civils afin de bien comprendre les phénomènes qui s’y produisent. L’éventail de tubes à étudier et à modéliser se résume à trois ou quatre produits différents possédant chacun des différences de fonctionnement et de géométrie significatives, bien que leur fonction in fine soit sensiblement identique d’un point de vue physique.

L'objectif du stage est donc de modéliser différents tubes sous environnement MCNP et valider ces derniers à l’aide de données dont dispose Sodern comme :

• des résultats d’expériences et de simulations numériques menées par nos ingénieurs d’études ;

• des données historiques issues de notre retour d’expérience ;

• des données issues de la littérature.

Mais également en menant des campagnes d’essais sur de vrais tubes destinées à récolter des données empiriques à analyser par comparaison avec les modèles que vous aurez développés. Vos travaux seront ensuite utilisés à des fins d’optimisations des produits et de résolution des problèmes de performances.

Au sein de la Plateforme Sources Neutroniques, les missions qui seront confiées au stagiaire seront les suivantes :

1. Prise en main de l’environnement de travail (MCNP 6.3) grâce à formations dispensée par nos ingénieurs et des manuels d’utilisation

2. Découverte des différentes technologies de tubes et leurs spécificités (formations internes)

3. Élaboration des modèles Monte-Carlo en tenant compte des caractéristiques pour chaque type de tubes (géométrie, matériaux)

4. Mise en oeuvre de simulations et de tests tubes

5. Analyse et comparaisons des résultats afin de valider les modèles réalisés

6. Rédaction d'un rapport de synthèse

7. Sur toute la durée du stage, suivi du bon avancement des tâches et gestion du planning associé

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