Hervé Besaucele (CTO GenF)
Fusion par confinement inertiel pour l’énergie : les grands enjeux de physique et d’ingénierie
Entreprise Genf, France, https://genf-systems.com/about-us/.
L’atteinte du point d’ignition au National Ignition Facility (« NIF ») aux Etats-Unis en 2022 ont mis la fusion par confinement inertiel (« FCI ») déclenchée par lasers de forte énergie sur le devant de la scène comme candidat sérieux pour une source d’énergie décarbonée et à faible impact radioactif à l’horizon 2050. GenF, une spin-off de Thales créée en 2024, pilote un programme français de FCI réunissant les expertises académiques et industrielles du CEA, du CNRS, de Thales ainsi que d’autres acteurs des écosystèmes nationaux du nucléaire et de la fusion. Nous présenterons les enjeux clés d’un réacteur à fusion nucléaire par confinement inertiel : modélisation de l’implosion des capsules de Deutérium-Tritium (« DT »), validation des modèles par des expériences sur des installations lasers dont le laser Mégajoule, développement de technologies de fabrication et d’injection de capsules, système de laser classe Mégajoule pompés par diodes laser, matériaux résistants aux flux de particules produites, cycle tritigène permettant la conversion de l’énergie de fusion en chaleur et la régénération de Tritium en boucle fermé le tout compatible avec un modèle économique compétitif .
Laura Del Rio (CR Inria Bordeaux Sud-Ouest, équipe CARDAMOM)
On the heat GLM system and its compatible discretization.
Inria Bordeaux Sud-Ouest, France
In this work, we present a rigorous formulation of GLM curl-cleaning for a prototype system of heat propagation. We show that the equations can be rigorously derived from an underlying variational principle and that the resulting system is symmetric hyperbolic. The system preserves the initial curl of its vector fields at the continuous level and is asymptotically consistent with Fourier's law of heat conduction. In order to verify these properties numerically, a new semi-implicit compatible numerical scheme on staggered grids has been developed, which provably preserves the asymptotic Fourier limit, exactly preserves the Lyapunov-function decay, and is curl/div preserving. These results are confirmed in practice in a set of carefully designed test cases.
Firas Dhaouadi (McF Bordeaux INP)
Modèle de transfert de chaleur hyperbolique
Institut de Mathématiques de Bordeaux, UMR 5152, CNRS, Bordeaux INP, Université de Bordeaux, France
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Angelo Iollo (PR Université de Bordeaux)
L’équipe project « MONHADE » Inria--ONERA-UB-INP
Institut de Mathématiques de Bordeaux, UMR 5152, CNRS, Bordeaux INP, Université de Bordeaux, France
Inria Bordeaux Sud-Ouest, France
Le but de cet exposé est de décrire les axes de recherche de cette équipe commune Inria—Onera-UB-INP, de susciter la discussion et de provoquer des collaborations éventuelles.
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Renaud Motte (CEA DAM Dif)
Le LRC MESO vingt ans après – CEA DAM Dif + ENS Cachan
CEA DAM Dif, Arpajon, France
Après avoir rappelé les principes fondateurs du LRC MESO, nous en présenterons un rapide historique en soulignant la solidité des liens tissés au cours des vingt dernières années entre le CEA DIF et l'ENS.
Nous discuterons ensuite du rôle qu'a joué le LRC en termes d'accompagnement et de soutien à la recherche, et nous insisterons sur le vivier qu'il a constitué pour le CEA.
A la lumière de quelques collaborations emblématiques, nous montrerons enfin comment le LRC MESO a su s'adapter à l'évolution des besoins programmatiques du CEA et au renouvellement des compétences au sein de l'ENS.
Alexandra Richet (PhD, IMB)
Effet du déséquilibre thermochimique sur la diffusion des espèces pour la prédiction du Blackout RF
Institut de Mathématiques de Bordeaux, UMR 5152, CNRS, Bordeaux INP, Université de Bordeaux, France
CEA Cesta, France
Dans des conditions hypersoniques, l’engin spatial est entouré d’une onde de choc qui élève la température et produit des électrons, formant une couche de plasma faiblement ionisée responsable de l’interruption des communications radio (Blackout RF) en réfléchissant ou en absorbant les ondes électromagnétiques.Ce travail vise à identifier les principaux mécanismes aérodynamiques gouvernant la densité électronique et à quantifier l’atténuation du signal qui en résulte au moyen d’une chaîne de calcul reliant des solveurs CFD et CEM développés en interne.
Les simulations aérodynamiques reposent sur les équations de Navier–Stokes multi-espèces, avec une attention particulière portée à la modélisation précise de la diffusion électronique à l’aide d’un coefficient de diffusion effectif qui modifie le transport des électrons près de la paroi et au point de stagnation. Le déséquilibre thermique est ensuite introduit en ajoutant des équations d’énergie vibrationnelle et électronique, permettant une description multi-température de l’écoulement. Une approche multi-composants est actuellement en cours de développement, intégrant les effets de déséquilibre thermique dans la vitesse de diffusion, dont l’expression est influencée par cette condition. Cette étape de modélisation fournit une base solide pour étudier ultérieurement l’influence de la catalyse de surface. Des simulations électromagnétiques sont ensuite réalisées pour prédire les pertes de signal RF à la fréquence de télémétrie, et la méthodologie CFD-CEM combinée est validée à partir des données expérimentales de RAMC-II.
Brieuc Praud (PhD, I2M)
Institut de Mécanique et d’Ingénierie, UMR 5295, CNRS, Bordeaux INP, Université de Bordeaux, France
CEA Cesta, France
Les calculs hypersoniques sont complexes, il est particulièrement difficile de créer un maillage permettant de résoudre précisément les particularités qu'ils présentent, notamment les chocs. Les maillages de Voronoï présentent de bonnes propriétés géométriques qui améliorent le comportement des schémas volumes finis usuels, centrés aux cellules. En revanche, leur génération est plus complexe que celle de leurs homologues simpliciaux (de triangles ou de tétraèdres), notamment pour la gestion du bord du domaine. Pour cela, une méthode de clipping a été implémentée. Un estimateur d'erreur est obtenu par analyse de l'erreur de reconstruction du schéma afin d'en déduire le placement optimal des cellules de Voronoï. Le maillage adapté est alors issu d'un problème de minimisation globale qui conduit à un maillage de qualité, propice aux simulations hypersoniques.
Lucas Tallois (CEA Cesta, ex-postdoc Los Alamos National Laboratory, NM, USA)
Modèles multi-matériaux pour l'hydrodynamique lagrangienne
CEA Cesta, France
Le développement de méthodes numériques précises et robustes pour simuler des écoulements multi-matériaux à haut nombre de Mach reste un sujet de recherche actif. On peut opter pour des méthodes dites ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian), dans lesquelles le maillage ne se déplace pas avec le matériau mais de manière arbitraire. Cette technique permet de conserver des interfaces conformes aussi longtemps que possible. Par conséquent, l'application des méthodes ALE aux écoulements multi-matériaux conduit à la création de cellules multi-matériaux. Simuler de tels écoulements nécessite donc une méthode précise de reconstruction d’interfaces couplée à un modèle adapté.
Dans cette présentation, la question des modèles multi-matériaux sera abordée. Ces modèles doivent permettre la relaxation vers l'équilibre mécanique des matériaux tout en respectant les principes de la thermodynamique. Dans un premier temps, un nouveau modèle basé sur une fermeture isobare avec relaxation sera proposé. Il permet notamment de garantir une relaxation des pressions de chacun des matériaux de manière « ordonnée ». Celui-ci sera intégré de manière plus générale, parmi d'autres modèles existants, dans un modèle général avec paramètres. À partir de là, un certain nombre de variantes seront proposées et comparées sur divers cas d'essai 1D.
François Vilar (McF IMAG, Laboratoire de mathématiques Alexandre Grothendiek)
ANR ASTRID HYPERSONICS
Université de Montpellier, France
Cet exposé présentera le projet ANR Astrid « HYPERSONICS » qui lie l’université de Montpellier, Bordeaux et Pau ainsi que le CEA Cesta.
Gauthier Wissocq (CEA Cesta)
Une méthode lattice Boltzmann vectorielle préservant la convexité pour les équations d'Euler compressibles
CEA Cesta, France
Ces travaux présentent un nouveau schéma cinétique positif basé sur l’algorithme efficace collide-and-stream de la méthode lattice Boltzmann (LBM) pour la résolution de lois de conservation hyperboliques. À partir des modèles à relaxation de type BGK, nous montrons comment la discrétisation de la LBM conduit à des schémas cinétiques d'ordre un et deux. Le schéma d'ordre un préservant la convexité sous une condition CFL, nous proposons une stratégie de limiteurs convexes originale, conservant la simplicité de la méthode tout en limitant la dissipation numérique. Des cas tests sévères appliqués aux équations d'Euler valident la précision, la robustesse et la capacité du schéma à capturer des discontinuités fines sans oscillations parasites.
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