Le programme Simulation

Les essais nucléaires ayant été définitivement arrêtés par la France en 1996, le programme Simulation est désormais un élément clé pour garantir la fiabilité et la sûreté 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.

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

Schéma Programme simulation. © CEA

Physique des armes

Premier volet du programme Simulation, la physique des armes consiste à mettre au point des modèles prédictifs permettant d’accéder à une modélisation fine de tous les phénomènes physiques mis en jeu dans le fonctionnement d’une arme et à déterminer les valeurs des paramètres physiques à prendre en compte dans ces modèles.

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 Téra 10, conçu, fabriqué et installé par Bull, dispose d'une capacité de calcul de 60 Téraflops. © CEA


Générateurs haute tension, Airix. © CEA

La simulation numérique

Afin de pouvoir développer et utiliser des codes numériques intégrant les modèles prédictifs, il faut disposer d’une capacité de calcul 20 000 fois supérieure à celle dont la DAM disposait au moment de l'arrêt des essais nucléaires. L’atteinte de cette puissance de calcul comporte trois étapes : multiplication par 100 en 2001, par 1000 en 2005 et 20000 en 2010. La mise en œuvre de la machine Tera 10, réceptionnée au CEA/DAM Île-de-France fin 2005 constitue la deuxième étape.

La machine Tera 100 prend le relais de Tera 10. Elle est en cours de réalisation sur le centre de Bruyères-le-Châtel. Capable de réaliser un million de milliards d’opérations par seconde, elle a été mise en fonctionnement en juillet 2010.

La validation expérimentale

La validation expérimentale implique la réalisation d’un grand nombre d’expériences de laboratoire pour valider les logiciels. Deux installations expérimentales jouent un rôle majeur.

La machine de radiographie Airix, installée à Moronvilliers en Champagne, pour valider les modèles relatifs au début du fonctionnement de l’arme, dans sa phase non nucléaire. Elle a été mise en service en 2000.

Le Laser Mégajoule (LMJ), sur le centre CEA/DAM du Cesta près de Bordeaux, indispensable pour valider les logiciels de simulation du fonctionnement nucléaire de l’arme. La Ligne d’intégration laser (LIL), qui est le prototype du LMJ, a été mise en service en 2002.