Jiali LIANG "Robustness study of electro-nuclear scenarios : Evaluate the capacity of Sodium-cooled Fast Reactor deployment strategies to adapt to changes of objectives" (Pôle Energie et Environnement)

mercredi 7 juil. 2021, 14:30 → 16:30 Europe/Paris

200/0-Auditorium - Auditorium P. Lehmann (IJCLab)

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Abstract :

During the recent years, the global attitude towards the nuclear energy has considerably changed, in particular in relation to the deployment of the 4th-generation Sodium-cooled Fast Reactor (SFR). These changes reveal the substantial uncertainty in nuclear perspectives, subject to variable political decisions and economic estimations. Under these deep uncertainties, the adopted objective for the nuclear future may be abruptly disrupted. These objective changes may then create regrets on the strategy implemented beforehand.

In this context, this thesis defines the robustness as the capacity of strategies to adapt to objective changes and  develops a methodology about the robustness assessment of strategies regarding the uncertain nuclear future. The objective disruption is used as an approach to integrate the uncertainty of objective in the scenario studies. Two types of robustness are analyzed. The first one is static robustness, under the assumption that the disruption is still uncertain and the performances for all possible objectives are evaluated for each strategy. The other one is adaptive robustness, studied in the post-disruption adaptation scenarios from the prior trajectory of a given pre-disruption strategy. The comparison of these two types of robustness provide a global insight on strategy performances regarding the dynamics of uncertain disruption.

With the dynamic fuel cycle simulator CLASS, this methodology of robustness assessment is implemented within two electro-nuclear scenario studies, based on hypothetical exploratory transitions of the French fleet. In the first one, strategies are evaluated at a predetermined time, which depends on the time horizon of scenario. In the second one, the evaluations are liberated from this dependency to encompass the inter-temporal consistency of assessments. Finally, this methodology is applied to a scenario study inspired from a French national strategy, which consider two possible options and the respective disruption from one to another: the plutonium multi-recycling in Pressurized Water Reactors, and the SFR deployment.

 

Résumé :

Au cours des dernières années, l'attitude mondiale envers l'énergie nucléaire a considérablement changé, notamment en ce qui concerne le déploiement des réacteurs à neutron rapide refroidi au sodium (RNR-Na) de IVe génération. Cette évolution révèle l'incertitude substantielle des perspectives nucléaires, soumises à des décisions politiques et des estimations économiques variables. 

Dans ce contexte d'incertitude profonde, l'objectif actuellement adopté pour l'avenir du nucléaire sera possiblement disrupté brutalement. Les changements d'objectifs peuvent alors créer des regrets sur la stratégie mise en place au préalable.Dans ce contexte, cette thèse définit la robustesse comme la capacité des stratégies à s'adapter aux changements d'objectifs et développe une méthodologie pour évaluer la robustesse des stratégies vis-à-vis des futurs incertains de l'énergie nucléaire. La disruption des objectifs est utilisée comme une approche à intégrer l'incertitude des objectifs dans ces études de scénario. Deux types de robustesse de stratégie sont analysés. Le premier est la robustesse statique, étudiée dans le contexte où la disruption est toujours incertaine, et les performances pour tous les objectifs possibles sont évaluées pour chaque stratégie. L'autre est la robustesse adaptative, étudiée dans un scénario d'adaptation post-disruption à partir de la trajectoire primaire induite par une stratégie pré-disruption. La comparaison de ces deux types de robustesse donne une vision globale sur les performances de stratégie, en ce qui concerne la dynamique de la disruption incertaine.

Avec le code de simulation dynamique du cycle CLASS, cette méthodologie d'évaluation de robustesse est mise en œuvre dans deux études de scénarios, basées sur les transitions  exploratoire hypothétique du parc français. Dans la première, les stratégies sont évaluées à un moment prédéterminé, qui dépend de l'horizon temporel du scénario. Dans la seconde, l’évaluation s'affranchit de cette dépendance pour renforcer la consistance inter-temporelle de l'évaluation. Enfin, la méthodologie est appliquée à une étude de scénario inspirée de la stratégie nationale française, qui envisage deux perspectives possibles et les disruptions respectives de l'une vers l'autre: le multi-recyclage de plutonium dans les réacteurs à eau pressurisée, et le déploiement des RNR-Na.