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Le programme Simulation

Simulation de la compression d’une cible laser. Crédit CEA
Simulation de la compression d’une cible laser. © CEA

Les essais nucléaires ayant été définitivement arrêtés par la France en 1996, le programme Simulation est désormais un élément clé pour garantir la fiabilité, la sûreté et les performances des têtes nucléaires sur le long terme. Le programme Simulation vise à reproduire par le calcul les différentes phases de fonctionnement d’une arme nucléaire pour garantir ses performances sans essais nucléaires nouveaux.

Le programme Simulation repose sur de grands équipements indispensables pour mettre en œuvre et valider les modèles numériques de fonctionnement des armes nucléaires : supercalculateurs, machine radiographique, laser Mégajoule (LMJ).

Schéma Programme simulation. Crédit CEA
Contenu du programme Simulation - © CEA

La physique des armes

Un des outils essentiels est le standard de garantie constitué d’une chaîne de logiciels reproduisant les différentes phases de fonctionnement d’une arme nucléaire. Sa réalisation nécessite l’enchaînement de modèles physiques prédictifs.

Les accélérateurs de particules sont exploités pour les recherches en physique nucléaire. Les résultats contribuent à la mise au point de modèles prédictifs.Crédit CEA Essais mécaniques dynamiques, pour étudier l'endommagement sous choc. Crédit CEA Mesure de vitesse par interférométrie laser dans le cadre d'expériences de détonique. Crédit CEA
A GAUCHE - Les accélérateurs de particules sont exploités pour les recherches en physique nucléaire. Les résultats contribuent à la mise au point de modèles prédictifs. AU CENTRE - Essais mécaniques dynamiques, pour étudier l'endommagement sous choc. A DROITE - Mesure de vitesse par interférométrie laser dans le cadre d'expériences de détonique. © CEA
Le supercalculateur Tera 100, conçu, fabriqué et installé par Bull, dispose d'une capacité de calcul de plus de 1 Péraflops. Il est notamment utilisé pour développer et exploiter les codes numériques permettant de reproduire les différentes étapes de fonctionnement d'une arme. Crédit CEA
Le supercalculateur Tera 100 installé à Bruyères-le-Châtel. © CEA

Générateurs haute tension, Airix. Crédit CEA

Générateurs haute tension, Airix. © CEA

La simulation numérique

Afin de pouvoir développer et utiliser des codes numériques intégrant des modèles prédictifs, il faut aujourd’hui disposer d’une capacité de calcul 20 000 fois supérieure à celle dont la DAM disposait au moment de l'arrêt des essais nucléaires.

La machine Tera 100 est opérationnelle depuis juillet 2010 sur le centre DAM Ile-de-France. Elle est capable de réaliser un million de milliards d’opérations par seconde (1 Pétaflops).

La validation expérimentale

La validation expérimentale est obtenue en confrontant les prédictions du standard aux mesures recueillies lors des essais nucléaires passés et aux expériences de validation par partie réalisées actuellement sur la machine radiographique Airix et la Ligne d’intégration laser
(LIL, prototype du LMJ) aujourd’hui, et demain sur Epure et le LMJ.

La machine de radiographie Airix (Moronvilliers, Champagne) permet de valider les modèles relatifs au début du fonctionnement de l’arme, dans sa phase non nucléaire. Cette machine, qui va être déplacée sur le centre de Valduc, constitue le premier axe de l’installation franco-britannique Epure. Cette installation, en cours de construction à Valduc, sera opérationnelle courant 2014.

Le Laser Mégajoule (LMJ), sur le centre du Cesta, permet de valider les modèles relatifs au fonctionnement nucléaire de l’arme. Les premières expériences sont prévues à horizon 2014. La Ligne d’intégration laser (LIL), qui est le prototype du LMJ, a été mise en service en 2002.

La certification des équipes de physiciens

Le programme Simulation garantit leur aptitude à interpréter de façon pertinente les résultats de simulation numérique.

MàJ: 16/10/2012
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