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Optimisation du pilotage des réacteurs à eau pressurisée en contexte de transition énergétique à l’aide d’algorithmes évolutionnaires

Valentin Drouet
CEA-Saclay, Paris

jeudi 10 octobre 2019 à 13h00

B014


L’augmentation prévue de la part d’énergies renouvelables intermittentes dans les années à venir implique une réduction des marges de manoeuvre du réseau électrique français, avec une forte pression sur la performance des centrales nucléaires, et notamment sur la manœuvrabilité des centrales. Si le suivi de charge est déjà possible sur les réacteurs à eau pressurisée français, il peut être optimisé, notamment en modifiant la gestion des barres de contrôles qui pilotent la puissance dans le réacteur. Afin d’évaluer les performances d’une configuration de barres, un simulateur a été développé basé sur le code de transport neutronique développé au CEA APOLLO3®. Un couplage multi physique a été réalisé afin de capturer les principaux phénomènes à l’œuvre dans la centrale lors d’un transitoire de puissance. Ce modèle permet d’évaluer un transitoire de puissance classique en 10 minutes, et de calculer différentes grandeurs d’intérêt.

Une étude du paysage de fitness associé aux différentes observables a été menée à l’aide d’échantillonnages par des marches aléatoires. Cette étape a permis de mieux définir les variables de décision de l’espace de recherche, ainsi que de choisir deux observables pertinentes : le volume d’effluents générés par le transitoire, ainsi que l’instabilité axiale de puissance pendant le transitoire.

Une optimisation bi-objective est menée grâce à l’algorithme MOEA/D, implémenté de manière massivement parallèle et asynchrone. L’étude du paysage de fitness est utilisée pour ajuster les paramètres de mutation de l’algorithme. Il est montré que le MOEA/D ajusté donne de meilleurs résultats sur cette application que l’algorithme G-SEMO et que l’algorithme MOEA/D aux paramètres standards. Enfin, une variante de l’algorithme est proposée afin d’étudier simultanément le comportement de la centrale à plusieurs points du cycle d’exploitation.