La conception du coeur d'un réacteur nucléaire est un problème complexe, car il couple fortement la neutronique, la thermomécanique du combustible et la thermohydraulique. Actuellement cette conception se fait par longues itérations successives entre les différentes spécialités. Afin d'optimiser de façon plus globale et complète la conception d'un coeur, une nouvelle démarche a été développée dans le cadre de cette thèse. Elle consiste à établir des modèles simplifiés de toutes les physiques en jeu, sous forme analytique ou d'interpolation de calculs de codes de référence, puis à les coupler, de manière à pré-dimensionner automatiquement un coeur à partir de variables d'optimisation. Une fois ce modèle établi, on peut explorer et optimiser directement de nombreux coeurs, à partir d'algorithmes génétiques de façon à améliorer leurs performances (inventaire Plutonium en cycle, ...) et leur sûreté. Une réflexion a également due être menée pour déterminer les performances d'un coeur, ainsi que la façon de prendre en compte la sûreté. Cette nouvelle approche a été utilisée pour optimiser la conception de trois concepts de coeurs de Réacteur à Neutrons Rapides refroidi au Gaz (RNR-G).
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