1. Plate-forme Alliances de modélisation et simulation des
stockages et entreposages des déchets nucléaires
Atelier LogicieL d’Intégration, d’ANalyse et de Conception pour
l’Entreposage et le Stockage
Estelle Deville DEN/SM2S/SFME/LSET – estelle.deville@cea.fr
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2. Plan de l’exposé
Le pourquoi
Le principe
Le comment
Alliances et Salomé
Conclusion
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3. Le pourquoi
Elaborer une plate-forme permettant de simuler tous les phénomènes
impliqués dans le stockage des déchets radioactifs
Multi-échelle
du colis au milieu géologique
de quelques années à 1 Ma
Multi-physique
Multi-physique : phénomène Thermo Hydro Mécanique Chimique
Radioactif (THMCR) couplages forts
Milieux hétérogènes et naturels anisotropies, maillages déformés
Étude de sensibilité aux paramètres
LA BIOSPHERE
C DOSE
Champ lointain LE MILIEU GEOLOGIQUE ΦMG
Milieu Migration long terme
géologique
Hydraulique Relâchement des RN
Puits, Désaturation/Resatu
galeries ration
LE STOCKAGE Φstockage
Modules Mécanique, dégradation
Φ : débit molaire (mol/an)
Champ proche C : concentration 3(mol/m
)
Chimie, interaction BO
Alvéole Thermique, L ’ALVEOLE Φalvéole
puissance colis
LE COLIS
Φ
Colis Thermique, Hydraulique, Chimie colis
102 y 103 y 104 y 105 y 106 y
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4. Le principe
Co-développement avec ANDRA et EDF (depuis 2003)
Réutilisation de modules Salome pour se concentrer
sur la physique et le numérique
Extension progressive de la modélisation physique
Intégration et couplage de codes existants
Importante phase de qualification
Atouts
Uniformisation de l’interface utilisateurs et des formats
maillages et champs (MED mémoire) pour différents codes
Comparaison de codes pour une même application (ex. :
Porflow/Castem)
Même jeux de données – même maillage (MED)
Même format de sortie (champ MED, tables)
Possibilités de comparaison et de calcul de normes sur
les sorties
Chaînage (Hydraulique/Transport, Colis/BO…) :
format MED (fichier ou mémoire) pour les échanges
entre codes
Modèle de données commun pour différents problèmes
physiques
Couplages de codes
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5. Le comment
ALLIANCES
Pre and post processing components Textual and Graphical
Geometry Meshing Visualization Interface
Coupling of Numerical Component
Mesh and Field Transport /
Waste / Environment sensitivity identification
Chemistry
Data Model
MED
Waste Statistics
Numerical Component
XData
DATA Model
Hydraulic Transport Chemistry Two-phase THM groundwater
flow
Open sources
tools
Python (high-level Codes : Codes : Codes : Codes : Codes : Codes :
language and -PORFLOW -PORFLOW -PHREEQC - ASTER - ASTER - Modflow
easy wrapping of -CAST3M -CAST3M -CHESS -TOUGH2
dynamic libraries) -TRACES -MT3D -MPCube
-TRACES
QT (GUI toolbox), -MT3DMS
VTK (3D viewer)
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6. Le comment
Architecture Alliances
Langage Python
Langage de haut niveau, technologie objet
Accès à des librairies C, C++ , Fortran (encapsulation de codes
existants)
Pour Alliances : Modèle de données, algorithmes de couplages et
jeux de données en Python
Intégrations des composants numériques
Sous forme de classes et méthodes Python
« Boite noire » ou mémoire (librairies dynamiques)
TOUS les échanges sont au format MED (fichier ou mémoire)
Couplages de codes
Script Python indépendants des codes utilisés
Échange de données via la mémoire
Interface utilisateur : script Python et interface graphique
(via XData)
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7. Alliances et Salomé : XData
XData et IHM : les
classes accessibles à
l'utilisateur sont
"Xdata-isées"
Gestion de la
vérification des
données
IHM automatique
Surcharge de
certaines IHMs
Rajout menu « Edit constraints »
dans l’IHM automatique
Fenêtres spécifiques appelées à
partir des fenêtres automatiques
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8. Alliances et Salomé : géométrie - maillage
Maillage :
Conversion de maillage GIBI
(Cast3M)
Conversion de maillage Porflow
Utilisation du mailleur Salomé
Entreposage slovène sub-surface type silo pour
déchets faible et moyenne activité maillé avec
NetGen2D
Ecoulement autour d’un milieu sphérique en
milieu saturé maillé avec NetGen1D-2D-3D : cas
de non-régression Alliances (avec solution
analytique)
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9. Alliances et Salomé : MED mémoire
MED : format d’entrée (maillages) et de sortie (champs)
comparaison résultats entre codes,
enchaînement de différents codes Cast3M, Porflow,
Traces …
Colis (0D) Package source term
Galerie/
Champ
Hydraulic Darcy velocity Transport RN flux
proche
(2D/3D)
Average
Source term
computations
Milieu
géologique/ •RN flux
champ Hydraulic Darcy velocity Transport •RN concentrations
lointain (3D)
Cast3M, Porflow,
Traces …
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10. Alliances et Salomé : MED mémoire
FH_MARL
695 m
FG_MARL Kim eridgian m
m arls FD_MARL
595 m
FD_LIME
FG_LIME Oxfordianlimestones
295 m 350 m
COx clays 250 m FD_CLAY
FG_CLAY 244 m
200 m
FG_DOG FD_DOG
Charge hydraulique Charge hydraulique Différence entre
Dogger limestones
avec Castem avec Porflow Porflow et Castem
0m
FB_DOG
0km 18,44 km 21,68 km25 km
Transport (concentration à 5e4, 1e6 et 1e7 ans) : Porflow
(ci-dessus) et Castem (ci- dessous)
profil Vx à x=20km
(stockage) avec
Porflow et Castem
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11. Alliances et Salomé : Visualisation
Calcul champ lointain sur les
quatre couches géologiques
Charge hydraulique (m)
L A B IO S P H E R E
C D O SE
C h am p lo intain
LE M ILIE U G E O LO G IQ U E
L E IL IE LO Φ MG
Calcul champ lointain
dans la couche
géologique
LE STOCKA GE Φ stocka ge
du stockage
Φ : d éb it m olaire (m ol/an )
C h a m p p roch e C : con cen tration (m ol/m 3 )
Concentration d’I129
L ’A LV E O L E
LV Φ a lvéole (mol/m3) à 50 000 ans
L E C O LIS
LE L IS
Φ colis
Coupe 2D d’une ensemble
d’alvéoles
Concentration de Selenium (mol/m3)
à 500 000ans
Radionucléides sortants du colis (en moles par m3 par an) en
fonction du temps (en ans).
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12. Conclusion
Alliances s’appuie sur les modules Salomé :
MED mémoire et les drivers fournis
XData
A permis à Alliances d’axer ses développements sur les
intégrations et les couplages entre composants
Alliances utilise les modules GEOM, MESH et VISU
La principale amélioration souhaitée de Salomé concerne MED
mémoire : son optimisation pour pouvoir réaliser des calculs
Alliances sur de plus gros maillages
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