CEA
AccueilLe Laser MégajouleLe programme SimulationL'installationLes expériences
Accueil/Le programme SimulationPrésentation

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 l’élément clé qui permet aux physiciens de la Direction des applications militaires du CEA de garantir la fiabilité, la sûreté et les performances des armes nucléaires. Le programme Simulation vise à reproduire par le calcul les différentes phases de fonctionnement d’une arme nucléaire pour garantir ses performances sans avoir à recourir à un nouvel essai nucléaire.

Le programme Simulation est une démarche scientifique appliquée aux armes nucléaires. Il repose d’une part sur des équipes scientifiques de haut niveau et, d’autre part, sur de grands équipements indispensables pour résoudre et valider les équations modélisant le fonctionnement des armes nucléaires : supercalculateurs, machine radiographique, laser Mégajoule.

Le programme Simulation. Crédit CEA
Le programme Simulation - © CEA

La physique des armes

L’outil de synthèse du programme Simulation est le « standard de garantie », constitué d’une chaîne de logiciels, chacun reproduisant par le calcul et la modélisation physique les différentes phases de fonctionnement d’une arme nucléaire.

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
A GAUCHE - Accélérateurs de particules pour les recherches en physique nucléaire. A DROITE - Essais mécaniques dynamiques, pour étudier l’endommagement de matériaux sous chocs. © CEA

La mise au point du standard de garantie nécessite l’enchaînement de modèles physiques spécifiques (équations) ainsi que l’utilisation de puissants moyens de calculs pour résoudre ces équations.

La simulation numérique


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

Le supercalculateur Tera 100, installé sur le centre DAM Ile-de-France, est pleinement opérationnel au profit des concepteurs d’armes et des physiciens depuis début 2011. Il est capable de réaliser un million de milliards d’opérations par seconde (1 Petaflos = 1015 opérations par seconde). Depuis 2011, Tera 100 est utilisé avec le standard de garantie 2010 pour tous les travaux de garantie du fonctionnement des armes nucléaires.

Il est nécessaire d'avoir des calculateurs de très grande puissance du fait de la complexité des phénomènes physiques intervenant dans les armes nucléaires. Même avec des calculateurs de la classe de Tera 100, certains calculs peuvent durer jusqu'à 1 mois en continu.

La validation expérimentale


Générateurs haute tension, Airix. Crédit CEA

Générateurs haute tension, Airix. © CEA

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 qui on été menées sur l’installation de radiographie Airix et la Ligne d’intégration laser. A partir de fin 2014, ces expériences seront réalisées sur l’installation Epure et sur le Laser Mégajoule.

L’installation de radiographie Airix a permis de valider les modèles relatifs au début du fonctionnement de l’arme, dans sa phase non nucléaire. Initialement au Polygone d’expérimentations de Moronvilliers (PEM, Champagne-Ardenne), elle a été déplacée sur le centre de Valduc et constitue le premier axe de l’installation franco-britannique Epure.

Le Laser Mégajoule, sur le centre CEA du Cesta, permet de valider les modèles relatifs au fonctionnement nucléaire de l’arme. Les premières expériences sont prévues fin 2014.

MàJ: 09/09/2014
|Galerie Photos |liens utiles|plan du site|mentions legales
||||
|||
|