Suppression du régime transitoire initial des simulations MonteCarlo de criticité

Yann RICHET, thèse de doctorat de l'Ecole nationale supérieure des mines de Saint-Etienne, spécialité mathématiques appliquées, 138p, soutenue le 13 décembre 2006.

Les calculs MonteCarlo de criticité permettent d’estimer le facteur de multiplication effectif (“k-effectif”) d’un système fissile au cours d’itérations simulant la propagation d’une population de neutrons, formant une chaîne de Markov. L'initialisation arbitraire de la population des neutrons simulés peut biaiser fortement l’estimation du keffectif du système, défini comme la moyenne de la séquence des k-effectifs estimés à chaque itération. Un modèle simplifié de cette séquence de k-effectifs d’étapes est établi à partir du contexte technique d’exploitation industrielle des calculs MonteCarlo de criticité.
Des tests statistiques, inspirés des propriétés du pont brownien, sont construits pour discriminer la stationnarité de la séquence des k-effectifs d’étapes. Le régime transitoire initial éventuellement détecté est alors supprimé pour améliorer l’estimation du k-effectif du système.
Les différentes déclinaisons de cette méthodologie sont détaillées puis comparées, d’une part sur un plan d’expériences représentatif des calculs MonteCarlo de criticité, et d’autre part sur des calculs réels de configurations de criticité. Finalement, les performances observées sur ces applications permettent d’envisager une exploitation pertinente dans les calculs MonteCarlo de criticité industriels.