Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées

Les processus de décision à la base de l’évolution des mix énergétique et électrique induits par la transition énergétique sont particulièrement complexes. Parmi les outils à disposition des acteurs pour éclairer les choix à venir pour les stratégies nationales, les scénarios énergétiques et/ou nucléaires sont particulièrement répandus.
Notre équipe contribue à cet effort à travers une recherche déclinée en trois problématiques complémentaires visant à mieux comprendre les usages des scénarios pour en repousser les limites. L’activité SCÉNARIO du laboratoire Subatech s’appuie sur le travail de chercheurs en physique nucléaire, au sein d’une collaboration de recherche interdisciplinaire (physique, économie et sociologie) structuré à l’échelle nationale et internationale.

Problématique #1 : Quel est l’impact d’un changement de stratégie (réacteur et combustible) sur les inventaires de matières radioactives (ressources, déchets, focus sur la gestion du plutonium) ?
Le premier axe de cette problématique est centré sur les études de scénarios électronucléaires et le développement du code de simulation dynamique du cycle CLASS* développé par Subatech depuis 2011. Le code CLASS est l’outil de référence de l’IN2P3 et de l’IRSN pour les études de scénarios nucléaires. Cet outil de modélisation vise à produire des trajectoires possibles pour le cycle électronucléaire. Depuis 2017, l’équipe produit des études qui s’appuient sur des méthodologies d’analyse robustes, construites via le formalisme de l’analyse globale de sensibilité. Cette approche originale a permis de redéfinir le concept de scénario de référence et d’améliorer grandement la pertinence des évaluations des trajectoires. L’équipe SCÉNARIO a ainsi montré le potentiel important du multi-recyclage du plutonium dans les REP en mettant en évidence les implications en termes de trajectoires futures du nucléaire.
Le deuxième axe de cette première problématique de recherche vise à améliorer la confiance dans les sorties des scénarios. Au-delà de l’incertitude caractéristique du contexte futur, de nombreuses sources d’incertitudes sont transportées dans les modèles de simulation du cycle nucléaire. L’équipe SCENARIO pilote dans ce cadre le projet international FIT (Functionality Isolation Test) qui vise à étudier l’impact des fonctionnalités de base développées dans les outils de simulation du cycle sur les données de sortie. Les exercices relatifs au projet FIT sont présentés chaque année au workshop international sur les scénarios nucléaires que nous co-organisons chaque année depuis 2015.
Workshop international sur les scénarios nucléaires : https://fcw2020.sciencesconf.org

*https://gitlab.in2p3.fr/sens/CLASS
*https://www.epj-n.org/articles/epjn/full_html/2018/01/epjn170042/epjn170042.html

Problématique #2 : Quel est l’impact d'une transition énergétique sur l’économie?
Les activités de l'équipe SCÉNARIO ont également un lien très fort avec les études technico-économiques de scénarios énergétiques et nucléaires. Dans ce cadre, la deuxième problématique, fortement interdisciplinaire et qui monte en puissance, vise à évaluer l’impact d'une transition énergétique sur l’économie.
L’équipe SCÉNARIO se propose de développer un modèle intégré décrivant les interrelations entre la sphère énergétique et la sphère économique. Le modèle décrivant les transitions énergétiques du point de vue physique a été développé par des physiciens de l’IJC Lab de Orsay et la modélisation de la sphère économique se fait à Nantes. L’équipe SCÉNARIO travaille actuellement avec un économiste du LEMNA Nantes sur le développement d’un modèle économique ayant vocation à terme à être couplé au modèle physique. Ce modèle de croissance intégrant un secteur détaillé de l’énergie permettra d’analyser les scénarios de transition non seulement en termes de PIB et d’emploi mais également en termes d’énergie consommée par la transition elle-même pour sa mise en œuvre énergétique.

Problématique #3 : Quel est le rôle des scénarios dans les décisions politiques et industrielles (notamment par rapport aux choix d’investissements) relatives à l’énergie du futur ?
La troisième problématique d’intérêt pour l’équipe SCENARIO s’appuie sur une collaboration pérenne entre physiciens et sociologues, initiée en 2012. S’il y a aujourd’hui profusion de scénarios énergétiques et nucléaires produits par de multiples institutions, le rôle et l’impact de ces études sur l’évolution du mix énergétique et électrique reste particulièrement mal défini. L’équipe se propose en conséquence de répondre à la problématique suivante : « Quel est le rôle des scénarios dans les décisions politiques et industrielles (notamment par rapport aux choix d’investissements) relatives à l’énergie du futur ? ». Cet axe de recherche est réalisé en lien étroit avec nos collègues sociologues de l’IMT Atlantique.

Responsable
Nicolas Thiollière - Enseignant-Chercheur
02 51 85 86 42
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