C’est grâce à la France que l’Iran avait fait ses premiers pas dans la construction de centrales nucléaires puissantes. Mais depuis le début de la présidence de Nicolas Sarkozy, la politique de suivisme de ce dernier vis-à-vis des Etats-Unis l’a amené à se ranger derrière eux pour couper l’assistance nucléaire iranienne qui avait continué même pendant la Guerre Iran-Irak. Or aujourd’hui les grandes puissances, le monde arabe sunnite ainsi qu'Israël exploitent fort le sujet du nucléaire iranien, en prétextant avoir trop peur de l’Iran pour ne pas frapper : alors que tant d’autres pays ont ou auront tantôt des ogives nucléaires, seul l’Iran est désormais qualifié d’Etat voyou sollicitant spécifiquement des réactions brutales, et non même une politique exemplaire. Quelle serait alors la position de la France ? La presse française ne cesse de faire couler l’encre à ce sujet et recommander un interventionnisme français musclé. Mais alors, cela voudrait dire qu’une éventuelle bombe atomique iranienne ne constituerait pas seulement un casus belli macro-régional, mais bel et bien une raison objective d’initier une nouvelle guerre mondiale, ainsi maquillant en même temps des problèmes beaucoup plus véritables et contrariants qu’un Iran voulant évoluer dans son droit. Cependant depuis quelque temps, il ne s’agit plus de cibler l’Iran de critiques, mais de quand et comment frapper l’Etat voyou. Enfin, la négociation est la seule voie possible pour ne pas s’enfermer dans cette alternative où le choix ne serait plus qu’entre un Iran doté de la bombe ou un Iran bombardé en plongeant la région dans le chaos et visant des représailles inconcevables. / It’s thanks to France, that Iran could start building powerful nuclear power stations. But since the outset of Nicolas Sarkozy’s Presidency, the latter’s follow-America policy has cut a nuclear assistance to Iran that had continued even throughout the Iran-Iraq war. Today, the great powers, the Sunni Arab world and Israel are strongly exploiting the Iranian nuclear subject, and claim they are too afraid of Iran not to strike it: whereas so many other countries have or shall soon have nuclear warheads, only Iran is henceforth qualified as Rogue-State requiring specific brutal reactions and not even an exemplary policy. And what then would be France’s position? The French Press ceaselessly let their ink flow on the matter and recommend muscled French interventionism. But then, that would mean that an eventual Iranian atomic bomb would not only constitute a macro-regional casus belli but well and truly an objective reason for initiating a new world war, thus masking more real and complicated problems than an Iran that wishes to evolve rightfully. However, for some time now, the question is no longer to target Iran with criticism, but when and how to strike the Rogue-State, whereas ultimately negotiation is the only way not to lock oneself into this option in which the choice would only be between an Iran with the bomb or a bombarded Iran plunging the region into chaos and provoking inconceivable reprisals.

Les alliages de zirconium sont utilisés comme matériaux de gainage des combustibles nucléaires dans les réacteurs à eau pressurisée. Ces gaines sont utilisées dans un milieu extrêmement radiatif et corrosif, elles peuvent dans certains cas être le siège de fortes variations de température et doivent répondre à des sollicitations mécaniques importantes, que ce soit en conditions de service ou accidentelles. Dans un tel contexte, il est intéressant de pouvoir prédire les transformations de phases ayant lieu au sein de la gaine en fonction des variations de température et de composition chimique, la précipitation de phases fragiles induites par la présence des éléments d’alliages, mais aussi de tester de nouvelles compositions d’alliages afin de l’optimiser.La méthode la plus adaptée pour la modélisation thermodynamique de systèmes multiconstitués est la méthode Calphad (CALculation of PHAse Diagrams). Il s’agit d’une méthode semi-empirique, consistant à modéliser les enthalpies libres des différentes phases constitutives d’un système par ajustement de certains paramètres, dans le but de reproduire les données expérimentales.Ce mémoire détaille la construction d’une base de données thermodynamiques du système quinaire Cr-Fe-Nb-Sn-Zr selon la méthode Calphad. L’originalité de notre démarche est liée à l’utilisation des calculs DFT de manière systématique et massive. Il s’agit en particulier de calculer par DFT les enthalpies de formation de tous les end-members des phases intermétalliques constitutives du système quinaire. De plus, des calculs sur des mailles « quasi aléatoires » (SQS) sont également effectués de manière systématique afin de déterminer les enthalpies de mélange des solutions solides binaires en structure fcc, bcc et hcp. En outre, une étape importante de ce travail consiste à compléter les données expérimentales de la littérature par de nouvelles mesures sur des systèmes choisis. En particulier, nous nous sommes employés à décrire quelques équilibres de phases des systèmes ternaires Cr-Nb-Sn, Cr-Fe-Sn, Cr-Sn-Zr et Fe-Nb-Sn qui n’avaient jamais été déterminés expérimentalement. Nous avons ensuite utilisé ces calculs et ces nouvelles données expérimentales en complément de données de la littérature comme données d’entrée pour la modélisation thermodynamique des vingt sous-systèmes binaires et ternaires du système quinaire considéré. Enfin, le pouvoir prédictif de notre base de données a pu être vérifié en confrontant ces prédictions à des données expérimentales relatives à des alliages quinaires industriels ou à de nouveaux concepts de gaines / Currently, zirconium alloys are used as fuel cladding materials in PWR (Pressurized Water Reactors). The claddings stand in a very corrosive and radiative environnement, and can be submitted to temperature variations. In addition, the claddings will be subjected to mechanical stresses in reactor or accidental conditions. Thus, it appears useful to have a better understanding of phase transformations occurring in these alloys, as a function of temperature and chemical composition variations, but also to forecast the precipitation of fragile phases induced by the addition of alloying elements. At last, the ability to test new alloy compositions may allow to optimize it.The most suitable method for the thermodynamic modeling of multicomponent systems is the Calphad method (CALculation of PHAse Diagrams). The Calphad method is a widely used technique of semi-empirical modelling of phase diagrams. It consists in the description of the Gibbs energies of the different phases by fitting parameters allowing to describe the experimental data.This report details the design of a thermodynamic database considering the five following elements Zr, Cr, Fe, Nb, and Sn. The originality of this database lies in a systematic use of DFT calculations. Indeed, DFT calculations are performed to predict the formation enthalpy of the intermetallic phases appearing in these systems. Moreover, the SQS method (Special Quasirandom Structure) is used to predict the mixing enthalpy of the fcc, bcc and hcp binary solid solutions. Besides, experimental investigations are an important step of this thesis. Since no experimental data were available for the Cr-Fe-Sn, Cr-Nb-Sn, Cr-Sn-Zr and Fe-Nb-Sn ternary systems, new experimental data are provided, within this study, on the isothermal sections of these systems at different temperatures. All these calculated data in addition to the experimental data and the data from literature are used as input data for the Calphad modelling of the twenty binary and ternary systems which are then combined in the new database. A last part is dedicated to comparisons between predictions obtained with our new database and experimental results on industrial quinary alloys and a new concept of claddings

Dans un contexte de hausse de prix des énergies et de protection du climat, la thèse s’intéresse à l’investissement dans des capacités électrique, en particulier dans le nucléaire. Partant de l’hypothèse où la Génération IV de réacteurs nucléaires serait prête autour de 2040 pour un déploiement industriel, l’objet de la thèse est d'analyser les conditions d'investissement et de développement de capacités de production d'électricité en France et en Europe à cet horizon, afin d’évaluer les perspectives de développement du nucléaire sur le marché électrique européen et le potentiel développement de la Génération IV. Pour ce faire, le travail de recherche nécessite de prendre du recul et d’étudier de manière générale, en prenant en compte toutes les technologies de production d’électricité, les mécanismes entrant en jeu dans le choix d’investissement de l’électricien lorsqu’il s’agit de renouveler ou d’étendre son parc de production. L’approche économique classique basant généralement le choix de l’investisseur sur une rationalité économique de long terme, elle ne permet pas d’expliquer les choix effectifs constatés dans les mix électriques d’un pays à l’autre. L’objectif de cette thèse est d’identifier les déterminants des choix d’investissement dans des capacités électriques et de proposer une approche permettant de décrire le comportement du choix de l’investisseur allant au-delà du critère classique de rationalité économique de long terme. Une approche pluridisciplinaire a été adoptée pour répondre à la question posée. Elle combine une analyse historique de l’évolution des déterminants des choix en fonction du contexte, une analyse structurelle permettant d’identifier les scénarios les plus favorables à l’émergence de futurs réacteurs nucléaires, une approche de création de valeur permettant proposant de reproduire les préférences des électriciens en fonction des déterminants, et enfin une approche par la théorie des options réelles pour comparer les compétitivités respectives des futurs réacteurs nucléaires de Génération IV avec celle des réacteurs actuels. Il en résulte que des politiques pro-nucléaires seules ne seraient pas suffisantes, mais que seule une politique climatique forte permettrait réellement l’émergence des réacteurs sur le marché. De fort progrès technologiques dans le domaine des renouvelables ne sont pas antinomiques avec le développement de nouveaux réacteurs. A un niveau international, cette analyse pourrait être élargie en prenant en compte les déterminants spécifiques aux autres régions du monde, comme la forte croissance de la demande en électricité des pays émergents. / In a context of growing energy prices and climate change mitigation, the thesis addresses the issues of investments in power generation capacities and in particular nuclear capacities. Given that the Generation IV of nuclear reactors is supposed to be ready in 2040 for industrial deployment, the purpose of the thesis is to study the conditions for electricity investments in France and Europe within this horizon, in order to assess development perspectives for nuclear energy and for potential emergence of Generation IV on the European market. To do so, it is necessary to study the mechanisms at stake in investment choices taking into account all power generating technologies. Economic theory usually bases the choice on long-term economic rationality, which does not allow explain the actual choices observed in European electricity mix. The objective of the research work is thus to identify investment choice drivers and to propose an approach describing the behavior of investors in a more realistic way. A multidisciplinary approach was adopted to explore the question. It combines a historical analysis of drivers evolution according to historical context, a structural analysis of these drivers to identify favorable scenarios for future nuclear reactors, a value creation approach to replicate investors’ preferences in those scenarios, and last, a value option approach focusing on nuclear technologies and comparing competitiveness of Generation IV reactors with current reactors. As a result, only strong climate policy combined to government support to nuclear energy could allow industrial development of Generation IV, while high progress of renewables does not lessen the attractiveness of nuclear energy.On a international level, such analysis could be broaden by taking into account the drivers specific to each area of the world, such as highly growing demand in developing countries.

Le parc électrique français, caractérisé par une part élevée d’électricité nucléaire, est à l’aube d’une période de transition qui s’étendra au-delà de 2050. Cette transition est caractérisée par une augmentation de la part de l’éolien et du solaire et, en parallèle, une réduction de la part du nucléaire dans le mix électrique, laquelle devrait rester toutefois significative. L’intégration de l’éolien et du solaire dans un mix nécessite de mobiliser des moyens de flexibilité supplémentaires pour maintenir le niveau de fiabilité objectif du système, tant dans le court terme que dans le long terme. L’ensemble des leviers du côté de l’offre et de la demande électrique devra être mis en oeuvre pour répondre à ces nouveaux besoins de flexibilité. Le parc nucléaire aura son rôle à jouer.Dans ce contexte, comment la France peut-elle adapter son parc électrique vers plus de flexibilité, tout en conservant un mix bas carbone et en maîtrisant les coûts associés ? L’objectif de la thèse est d’apporter des éclairages à cette question, par l’intermédiaire d’analyses technico-économiques.Les interactions entre énergie nucléaire et énergies renouvelables variables sont analysées grâce à deux approches complémentaires : l’une, essentiellement technique, confronte les sollicitations futures du parc nucléaire à ses possibilités théoriques ; l’autre, technico-économique, évalue le coût pour le système électrique de voir assurée une partie de la flexibilité par le nucléaire et examine des leviers pour réduire ce coût et rendre compétitif un parc nucléaire fonctionnant en mode flexible. Ces deux approches sont basées sur la construction de scénarios aux horizons 2030 et 2050.Nous montrons que les sollicitations en suivi de charge du parc nucléaire croîtront fortement avec l’augmentation de l’éolien et du solaire. Même si le parc possède des marges de manoeuvre pour réaliser plus d’opérations de suivi de charge, celles demandées au parc nucléaire en présence de solaire et d’éolien à des taux supérieurs à 30% de la demande électrique paraissent difficilement soutenables techniquement par lui seul. Du point de vue de la gestion opérationnelle du parc nucléaire, nous remarquons qu’il est souhaitable de favoriser le développement de l’éolien par rapport à celui du solaire, puisque c’est ce dernier qui induit les sollicitations extrêmes en puissance.Le coût de production du nucléaire pourrait augmenter significativement avec la réduction de l’utilisation du parc. Il apparaît alors essentiel de promouvoir un remplacement progressif du parc pour réduire l’impact économique d’une participation à la flexibilité dans la période de transition. Dans le cas de nouveaux investissements nucléaires, une augmentation du prix de la tonne de CO2 pourrait rendre le back-up nucléaire compétitif face aux centrales à gaz à cycle combiné. Par ailleurs, anticiper le développement de nouveaux débouchés devient crucial pour éclairer les choix d’investissements électriques bas-carbone.Pour contourner la difficulté posée par la réduction du taux d’utilisation du nucléaire, nous examinons la flexibilité du nucléaire comme un levier d’offre de service énergétique plus vaste, tout en contribuant à la fiabilité du système électrique. La production d’hydrogène permet des synergies entre renouvelables et nucléaire pour valoriser ses surplus de production. Cette solution paraît intéressante dès 2030 si les capacités du parc nucléaire sont conservées et que l’opérateur choisit une stratégie économique adaptée pour s’ouvrir à de nouveaux débouchés. Le développement des exportations ou des usages de la chaleur sont aussi des options envisageables pour l’utilisation des surplus.Au global, nous recommandons, afin d’encourager les synergies possibles entre énergies bas-carbone, d’appréhender la part du nucléaire en France dans une dynamique adaptée à la pénétration des renouvelables, et au déploiement des marchés des coproduits nucléaires, dont l’hydrogène. / The French power system is transitioning towards a more diversified low carbon mix. The power mix is characterised by a high nuclear share which is to remain significant and the target to increase variable renewables (wind and solar) by 2050. When introduced massively, wind and solar trigger new needs for back-up power, both in the short and long term, to answer the flexibility required in order to maintain the reliability target level of the power system. All flexibility options should be complementarily developed, given their characteristics, and nuclear will have a role to play in this context.How could the French power mix be adapted towards more flexibility while maintaining a low-carbon level and mastering associated costs? The purpose of this PhD thesis is to shed light on this issue thanks to a techno-economic analysisAt first, interactions between nuclear and variable renewables are analysed thanks to two complementary approaches. On the one hand, a technical perspective is adopted by confronting prospective nuclear load-following requirements to the fleet theoretical capabilities. On the other hand, thanks to a techno-economic approach, we evaluate the additional cost of ensuring part of the flexibility requirements with the nuclear fleet and examine options to reduce this cost to make nuclear back-up competitive. These two approaches are based on the construction of realistic scenarios by 2030 and 2050.The French nuclear fleet will be asked for a strong increase of the load following operations with growing wind and solar shares. Even if the nuclear fleet can enable higher power ramps and amplitude variations, when wind and solar account for more than 30% in the total demand, compensating for the power variations induced would require complementary means. From a fleet management perspective, it would be beneficial to favour wind compared to solar in the power mix. The latter induces extreme power ramps and amplitudes for the nuclear fleet.The nuclear production cost could be significantly increased with the decrease of the nuclear utilisation rate. In the transition phase, it would be of great importance to promote a progressive replacement of the nuclear fleet to compensate for the production cost increase. In the case of new nuclear investments, a carbon price increase could make nuclear back-up able to compete with combined-cycle gas turbine plants as the alternative back-up option. Anticipating the development of new outlets becomes crucial to guide future investments in low-carbon power plants.To bypass the issue of the nuclear utilisation rate reduction, it would be worth considering taking advantage of the available excess energy to produce valuable products while providing flexibility services to the grid. Hydrogen production, as a flexible power demand, could enhance synergies between nuclear and variable renewables through new markets to valorise the excess nuclear energy. When wind and solar shares increase, along with the hydrogen market expected growth driven by mobility uses, opportunities are created for the nuclear operator. If the French nuclear capacities are maintained and if an adapted business model is developed, nuclear-hydrogen coproduction could answer the hydrogen demand by 2030. Other options could be considered to find outlets to the excess power such as the development of power exportations or the coproduction of heat and electricity.Overall, in order to foster synergies between low-carbon power plants, the change of the nuclear share in the French power mix should be apprehended through dynamics adapted to the penetration of renewables as well as to the deployment of hydrogen markets, and new markets in general.

La thèse étudie le rôle que les centrales nucléaires pourraient jouer dans la décarbonisation des secteurs du chauffage en Europe et en France. Un réacteur nucléaire est d’abord une source de chaleur à longue durée de vie qui peut produire de l’électricité grâce à un turboalternateur. Mais il peut également être utilisé en mode cogénération en produisant à la fois de l’électricité et de la chaleur. Cette option présente plusieurs avantages dont celui de fournir une chaleur exempte d’émissions de gaz à effet de serre (GES) et celui d’offrir de la flexibilité au réseau électrique.Aujourd’hui, l'exploitation la plus courante des centrales nucléaires est la fourniture exclusive d’électricité. Cependant, cela entraîne le rejet dans l'environnement de grandes quantités de chaleur issues de la conversion en électricité. Le transfert d'une partie de cette chaleur aux puits industriels ou aux systèmes de chauffage urbain à proximité réduirait la consommation de combustibles fossiles et les émissions de GES. Si cette chaleur venait en substitution de combustibles fossiles importés, cela permettrait également d'améliorer l’indépendance énergétique, favorisant ainsi la stabilité des prix à long terme. / The Ph.D. Thesis studies the role that nuclear plants could play in decarbonizing the European and French heating sectors. A nuclear power plant is basically a thermal plant that convert the nuclear heat into electricity using a turboalternator. But it could also be used in a cogeneration mode producing simultaneously power and heat. The latter offers many advantages including the low carbon profile and the ability to provide flexibility to the power grid.The most widely spread operation of nuclear plants today is electricity only production, which imply the dumping into the environment a large amount of heat that has not been converted to electricity. Transferring part of this heat to nearby industrial sinks or district heating systems would reduce fossil fuel consumption and greenhouse gases emissions. If this heat is replacing imported fossil-fuels that would also improve energy self-sufficiency, favouring long-term price stability.

Ce travail de thèse s'inscrit dans le domaine de l'énergie nucléaire, de l'aval du cycle du combustible et du calcul des incertitudes. Le CEA doit concevoir le prototype ASTRID, réacteur à neutrons rapides refroidi au sodium (RNR), qui est l'un des concepts retenus au sein du forum Génération IV et dont la puissance résiduelle et l'estimation de son incertitude ont un impact important. Ce travail consiste à développer un code de propagation des incertitudes des données nucléaires sur la puissance résiduelle dans les RNR.La démarche s'est déroulée en trois temps.La première étape a permis de limiter le nombre de paramètres intervenant dans le calcul de la puissance résiduelle. Pour cela, un essai de puissance résiduelle sur le réacteur PHENIX (PUIREX 2008) a été interprété de façon à valider expérimentalement le formulaire d'évolution DARWIN pour les RNR et à quantifier les termes sources de la puissance résiduelle.La deuxième étape a eu pour but de développer un code de propagation des incertitudes : CyRUS (Cycle Reactor Uncertainty and Sensitivity). Une méthode de propagation déterministe a été retenue car elle permet des calculs rapides et fiables. Les hypothèses de linéarité et de normalité qu'elle entraîne ont été validées théoriquement. Le code a également été comparé avec succès à un code stochastique sur l'exemple de la fission élémentaire thermique de l'235U.La dernière partie a été une application du code sur des expériences de puissance résiduelle d'un réacteur, de bilan matière d'une aiguille combustible et d'une fission élémentaire de l'235U. Le code a démontré des possibilités de retour d'expériences sur les données nucléaires impactant l'incertitude de cette problématique.Deux résultats principaux ont été mis en évidence. Tout d'abord, les hypothèses simplificatrices des codes déterministes sont compatibles avec un calcul précis de l'incertitude de la puissance résiduelle. Ensuite, la méthode développée est intrusive et permet un retour d'expérience sur les données nucléaires des expériences du cycle. En particulier, ce travail a montré qu'il est déterminant de mesurer précisément les rendements de fission indépendants et de déterminer leurs matrices de covariances afin d'améliorer la précision du calcul de la puissance résiduelle.

L’étude de l’évolution du droit international face aux risques posés par les accidents nucléaires soulève une série de questionnements. Le premier est relatif aux moyens juridiques par lesquels le droit entend faire face aux risques et à leur matérialisation. Le second va s’attacher à apprécier l’efficacité et l’effectivité du droit adopté. Enfin, en postulant d’un relatif échec du droit suite à la survenance des accidents nucléaires, il faut encore s’interroger sur les possibilités d’amélioration du droit. Ces différentes interrogations peuvent être rassemblées sous la question plus générale de la pertinence de l’adaptation du droit international face au risque nucléaire. Plus largement, la thèse qui émane de ces travaux est celle d’une adaptation continue du droit, issue de la dynamique dialogique existant entre la science juridique et le progrès scientifique, comme un gage d’une amélioration de son efficacité et de son effectivité. Cette adaptation est toutefois dépendante de l’évolution technique de l’énergie nucléaire. En effet, l’atome va à la fois limiter et étendre la portée même de ce droit. Cette caractéristique originale, laisse entrevoir la présence de difficultés au sein de l’ambitieuse mission consistant à appréhender le fait scientifique dans toute sa complexité. L’enjeu est de taille pour le droit nucléaire international : il s’agit de pallier les effets d’un risque technologique majeur afin de préserver les conditions de vie de l’humanité / Reviewing the complex relation between international law and nuclear risks posed by major accidents raises a set of questions. It first addresses the nature of the legal response made in this regard. It also appreciates whether the framework is sufficiently efficient and effective. At last, assuming that nuclear accidents turn international law into a relative failure, it is worth exploring different means to enhance the said law. Simply put, this brings us to the question of whether the adaptation of international law to nuclear risk is relevant. More broadly, our thesis consists in defending that continuous adaptation of law, resulting from the dynamic dialogue between legal science and scientific progress, improves its efficiency and effectiveness. However, the adaptation widely depends on the technological development of nuclear energy, as the atom both limits and extends the scope of international law. This original feature reveals that many difficulties arise when it comes to grasp the complexity of scientific facts. The stakes are high as international nuclear aims at mitigating the effects of a major technological risk in order to preserve the living conditions of mankind

Ce travail de thèse s’inscrit dans le domaine de l’énergie nucléaire, de l’aval du cycle du combustible et du calcul des incertitudes. Le CEA doit concevoir le prototype ASTRID, réacteur à neutrons rapides refroidi au sodium (RNR), qui est l’un des concepts retenus au sein du forum Génération IV et dont la puissance résiduelle et l’estimation de son incertitude ont un impact important. Ce travail consiste à développer un code de propagation des incertitudes des données nucléaires sur la puissance résiduelle dans les RNR.La démarche s’est déroulée en trois temps.La première étape a permis de limiter le nombre de paramètres intervenant dans le calcul de la puissance résiduelle. Pour cela, un essai de puissance résiduelle sur le réacteur PHENIX (PUIREX 2008) a été interprété de façon à valider expérimentalement le formulaire d’évolution DARWIN pour les RNR et à quantifier les termes sources de la puissance résiduelle.La deuxième étape a eu pour but de développer un code de propagation des incertitudes : CyRUS (Cycle Reactor Uncertainty and Sensitivity). Une méthode de propagation déterministe a été retenue car elle permet des calculs rapides et fiables. Les hypothèses de linéarité et de normalité qu’elle entraîne ont été validées théoriquement. Le code a également été comparé avec succès à un code stochastique sur l’exemple de la fission élémentaire thermique de l’235U.La dernière partie a été une application du code sur des expériences de puissance résiduelle d’un réacteur, de bilan matière d’une aiguille combustible et d’une fission élémentaire de l’235U. Le code a démontré des possibilités de retour d’expériences sur les données nucléaires impactant l’incertitude de cette problématique.Deux résultats principaux ont été mis en évidence. Tout d’abord, les hypothèses simplificatrices des codes déterministes sont compatibles avec un calcul précis de l’incertitude de la puissance résiduelle. Ensuite, la méthode développée est intrusive et permet un retour d’expérience sur les données nucléaires des expériences du cycle. En particulier, ce travail a montré qu’il est déterminant de mesurer précisément les rendements de fission indépendants et de déterminer leurs matrices de covariances afin d’améliorer la précision du calcul de la puissance résiduelle. / This PhD study is in the field of nuclear energy, the back end of nuclear fuel cycle and uncertainty calculations. The CEA must design the prototype ASTRID, a sodium cooled fast reactor (SFR) and one of the selected concepts of the Generation IV forum, for which the calculation of the value and the uncertainty of the decay heat have a significant impact. In this study is developed a code of propagation of uncertainties of nuclear data on the decay heat in SFR.The process took place in three stages.The first step has limited the number of parameters involved in the calculation of the decay heat. For this, an experiment on decay heat on the reactor PHENIX (PUIREX 2008) was studied to validate experimentally the DARWIN package for SFR and quantify the source terms of the decay heat.The second step was aimed to develop a code of propagation of uncertainties : CyRUS (Cycle Reactor Uncertainty and Sensitivity). A deterministic propagation method was chosen because calculations are fast and reliable. Assumptions of linearity and normality have been validated theoretically. The code has also been successfully compared with a stochastic code on the example of the thermal burst fission curve of 235U.The last part was an application of the code on several experiments : decay heat of a reactor, isotopic composition of a fuel pin and the burst fission curve of 235U. The code has demonstrated the possibility of feedback on nuclear data impacting the uncertainty of this problem.Two main results were highlighted. Firstly, the simplifying assumptions of deterministic codes are compatible with a precise calculation of the uncertainty of the decay heat. Secondly, the developed method is intrusive and allows feedback on nuclear data from experiments on the back end of nuclear fuel cycle. In particular, this study showed how important it is to measure precisely independent fission yields along with their covariance matrices in order to improve the accuracy of the calculation of the decay heat.

The solution of large and sparse eigenvalue problems arising from the discretization of the diffusion equation is considered. The multigroup<p>diffusion equation is discretized by means of the Nodal expansion Method (NEM) [9, 10]. A new formulation of the higher order NEM variants revealing the true nature of the problem, that is, a generalized eigenvalue problem, is proposed. These generalized eigenvalue problems are solved using the Jacobi-Davidson (JD) method<p>[26]. The most expensive part of the method consists of solving a linear system referred to as correction equation. It is solved using Krylov subspace methods in combination with aggregation-based Algebraic Multigrid (AMG) techniques. In that context, a particular<p>aggregation technique used in combination with classical smoothers, referred to as oblique geometric coarsening, has been derived. Its particularity is that it aggregates unknowns that<p>are not coupled, which has never been done to our<p>knowledge. A modular code, combining JD with an AMG preconditioner, has been developed. The code comes with many options, that have been tested. In particular, the instability of the Rayleigh-Ritz [33] acceleration procedure in the non-symmetric case has been underlined. Our code has also been compared to an industrial code extracted from ARTEMIS. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Dans cette thèse, je discute deux questions autour de la transition énergétique : comment définir une stratégie face aux nombreuses incertitudes et aux inerties des systèmes, et quels sont impacts sur l’emploi de cette transition ?Pour étudier le choix d’une stratégie, je m’intéresse au cas du secteur électrique français. Les réacteurs nucléaires arrivent au terme de leur durée de vie initiale, mais ils peuvent être rénovés moyennant un investissement estimé à 100 milliards d'euros pour l'ensemble du parc. Combien de centrales faut-il rénover ? En mobilisant un modèle d'optimisation et la méthode de \textit{Robust Decision Making}, je montre qu’au vu des estimations actuelles, les stratégies les plus intéressantes consistent à fermer 7 à 14 réacteurs et à les remplacer par des énergies renouvelables.Sur le volet de l’emploi, je m’intéresse tout d’abord à la notion de contenu en emploi. Je propose une méthodologie nouvelle permettant de décomposer ce contenu, afin de mettre en évidence, pour chaque branche économique, l’importance relative de ses constituants : les taux d’importations, les taxes et subventions, la part du travail dans la valeur ajoutée et le niveau de salaire. J'étudie ensuite l’impact d’une réallocation des investissements vers des secteurs bas-carbone à l'aide de modèles d'équilibre général, dont j'explicite les mécanismes économiques sous-jacents.Mes résultats indiquent qu'encourager les secteurs avec une forte part du travail dans la valeur ajoutée ou de faibles salaires permet de créer de l'emploi, mais ils nuancent les bénéfices à encourager des secteurs peu importateurs. / This thesis deals with two aspects of the transition towards a low-carbon economy: how to define a strategy under the uncertainties and inertia surrounding power systems, and what are the impacts of this transition on employment?To study the choice of a strategy, I focus on the case of the French power system. The 58 nuclear reactors are reaching the end of their initially planned lifetime, but they can be retrofitted for a cost estimated at a \euro 100 billion for the entire fleet. How many reactors should be retrofitted? I study this question using an optimization model of the French power system and the \textit{Robust Decision Making} framework. My results indicate that the most interesting strategies consist in closing 7 to 14 reactors in favor of renewable energies, given current estimates.As to employment impacts, I study the notion of employment content and offer an original methodology to break it down and understand the relative importance of four components: import rates, taxes and subsidies, the share of labour in value added and the level of wage.Then, I study the employment impacts of shifting investment towards low-carbon sectors with general equilibrium models, and highlight their underlying economic mechanisms.My results suggest that encouraging sectors with a high share of labor or low wages might increase employment, but they also challenge the benefits of targeting sectors with a low import rate.