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UNE PLATE-FORME DE CALCUL
                        RADIOPROTECTION
                                -
                       EXPLOITATION DU LMJ



                            françoise.faure@cea.fr
                              paul.letexier@cea.fr




CEA/DAM/CESTA/DSGA/SSPP F. Fauré P. Le Texier        23 novembre 2010   1
le LMJ (Laser Mégajoule) : http://www-lmj.cea.fr/




                                                Dim : 150 x 300 x 50 m




CEA/DAM/CESTA/DSGA/SSPP F. Fauré P. Le Texier   23 novembre 2010     2
LMJ - conséquences d’un tir :
                                             photons
                                                             HE LMJ          Cheminée
        Équipements HE ACTIVES (γ ,                    β)                        et
                                                                             Bâtiments
                                                                               LMJ
                            Neutrons

                                          vide



  Laser                               Neutrons



                                                 Poussières
                        Au activé
                             activé
                                                 et Air activés
                        Al
                        Inox activé
                                                                                    THE
        É c                   Chaîne de Calcul dosimétrie :
      uq mh
    p ba
    i
   e r
  em e Tranport Neutrons (TRIPOLI) Activation (FISPACT) Transport photons (TRIPOLI)
sn
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          CEA/DAM/CESTA/DSGA/SSPP F. Fauré P. Le Texier               23 novembre 2010   3
La radioprotection et le LMJ :

 LMJ :

 Installation classée pour la protection des travailleurs en raison de l’émission
 de neutrons issus des réactions de fusion
          émission de neutrons/gamma énergétiques = dose prompte

          activation des équipements du Hall d’Expériences



  Exploiter le LMJ c’est aussi en assurer une surveillance radiologique, par :
                 des mesures (SPR).
                 des prévisions de dose (calculs).

  Pour :
      assurer la sécurité des personnels.
      rendre compte aux autorités de sûreté.



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Une Plate-forme :
       Espace de référence de l’installation
                                                  Maquette numérique

                                                               Administration :
                   Base de données équipements :
                            - géométries                             -droit d’accès, groupes …
                            - compositions                           - journal de bord
                            - masses volumiques
   FIABILITE                - localisation                     Gestion :
                            - ……                                     - historiques de fonctionnement
                                                                     - configuration de calculs
                                                                     - résultats de mesures
                                                                     - archivages



        Interprétation géométrie :                                          Définition des scénarios :
               - Maquette CAO calcul                     Demandes
                                                                                   -Équipements concernés
               - Modeleur                                d’évaluation
                                                                                   - accès empruntés
                                                                                   - temps passé
       Mise en forme des jeux de                                                   -- …..
       données                                         Résultats
                  Codes de calcul                      de calcul
PERFORMANCE                                                              Outils d’analyse des résultats
                Outils de post-traitement
                                                                   Outils d’animation
       Espace calculs                                                                       Espace exploitant

     CEA/DAM/CESTA/DSGA/SSPP F. Fauré P. Le Texier                                     23 novembre 2010     5
Les calculs de radioprotection en 2007 :

                                     Dernière modélisation réalisée en 2007 :
                                     - 15 000 T d’équipements + GC
                                     - Bâtiment: 40m X 40m
                                     - 150 compositions matériaux
                                     - 140 postes de travail
                                     - 6200 volumes
                                     - 2800 surfaces




 Cette géométrie, entièrement construite à la main doit évoluer vers un
 processus informatisé élaboré à partir de la CAO de l’installation.




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Ecriture d’un jeu de données MC à partir de la CAO :
                                                          SALOME-TRIPOLI


                                                               MCNP
                 Pro/E
                                             GDML
                                             (XML)
                                                              TRIPOLI4
                    Pug-in

                                                     BDD Propriété


Plug-in : Basé sur Pro/ToolKit et OpenCASCADE,          SALOME-TRIPOLI :
 Il permet :                                            - construction du modèle de calcul à partir
- d’analyser la scène CAO                               d’un fichier GDML
- de décoder la nature des éléments rencontrés          - export au format TRIPOLI4 ou MCNP5
- d’exporter la géométrie sous un format pivot : GDML   - association des propriétés physiques

   GDML : Description complète d’un cas de calcul : Format pivot neutre (CERN – GEANT4)
   - découplant les CAO des codes de transport
   - humainement compréhensible
   - fournissant une arborescence de la description géométrique
   - permettant la modification des géométries et leur construction par partie
   - permettant l’association de propriétés physiques à la géométrie

          CEA/DAM/CESTA/DSGA/SSPP F. Fauré P. Le Texier                    23 novembre 2010   7
2008 : de la géométrie CAO vers celle des codes Monte
Carlo
 1 – Plug-in ProE
      Extraction de ProEngineer des géométries CAO

 2 – Fabrication d’un modèle MC à partir de la CAO
              CAO       GDML         Codes MC


                                           TRIPOLI 4



                                            MCNP5


  3 – Modification d’une géométrie dans le GDML via SALOME-TRIPOLI




  4 – Construction des géométries GDML par imports successifs



                          +                            =
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2009 : Vers des modèles de physiques
  1 - Visu 3D : performances et fiabilité
        Introduction du Ray tracing




                                2 - Coupes 2D : plan quelconque
                                                échelle et accès aux positions
                                                calcul des volumes englobants



 3 - Génération de l’espace complémentaire
 aux volumes importés de la CAO




                      4 - Mailleur Monte Carlo : possibilité de découper les
                      volumes générés automatiquement à des fins de pondération
                      ou d’encaissements.


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2010 : SALOME-TRIPOLI, un module de SALOME

   1. Harmonisation des viewers
     •   GEOM (OCCVIEWER) et SALOME-TRIPOLI.
     •   RayTracing (nécessaire pour visualiser géométrie importantes):
          • Utilisation GPU.
          • Définition API générale ( PBRT ? ).

   1. Sauvegarde d’une session ( HDF5 & Python ).

   2. Interface python       => Définition d’une API.

   3. Rapprochement des composants lights et distribués
     •   Chargement dynamique direct ou via CORBA.
     •   « Négociation » évolution SALOME.

   ⇒Automatiser les tests unitaires et validation
   ⇒ Profiter & Contribuer au dynamisme de SALOME

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Les perspectives


   •2010 - … ; Import/Export directives MC au format « surfacique »

   •Post-traitement des résultats de calcul ( ROOT ? )

   •Expression de besoin d’un code « tout-en-un » transport-activation.
   Actuellement couplage faible (chaînage code avec échange fichier).
     – Trop fastidieux et, qualité des résultats « perfectible ».

   •Gestion d’études / Production :
     – Données, cas et résultats.
     – Comparaison calcul & mesure.

   •Ouverture hors LMJ & Radioprotection:
     – NURISP, NEA, …
     – Extension import CAO : CATIA, CADDS …




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03 jus 20101123_plateforme_alliance
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  • 1. UNE PLATE-FORME DE CALCUL RADIOPROTECTION - EXPLOITATION DU LMJ françoise.faure@cea.fr paul.letexier@cea.fr CEA/DAM/CESTA/DSGA/SSPP F. Fauré P. Le Texier 23 novembre 2010 1
  • 2. le LMJ (Laser Mégajoule) : http://www-lmj.cea.fr/ Dim : 150 x 300 x 50 m CEA/DAM/CESTA/DSGA/SSPP F. Fauré P. Le Texier 23 novembre 2010 2
  • 3. LMJ - conséquences d’un tir : photons HE LMJ Cheminée Équipements HE ACTIVES (γ , β) et Bâtiments LMJ Neutrons vide Laser Neutrons Poussières Au activé activé et Air activés Al Inox activé THE É c Chaîne de Calcul dosimétrie : uq mh p ba i e r em e Tranport Neutrons (TRIPOLI) Activation (FISPACT) Transport photons (TRIPOLI) sn t CEA/DAM/CESTA/DSGA/SSPP F. Fauré P. Le Texier 23 novembre 2010 3
  • 4. La radioprotection et le LMJ : LMJ : Installation classée pour la protection des travailleurs en raison de l’émission de neutrons issus des réactions de fusion  émission de neutrons/gamma énergétiques = dose prompte  activation des équipements du Hall d’Expériences Exploiter le LMJ c’est aussi en assurer une surveillance radiologique, par : des mesures (SPR). des prévisions de dose (calculs). Pour : assurer la sécurité des personnels. rendre compte aux autorités de sûreté. CEA/DAM/CESTA/DSGA/SSPP F. Fauré P. Le Texier 23 novembre 2010 4
  • 5. Une Plate-forme : Espace de référence de l’installation Maquette numérique Administration : Base de données équipements : - géométries -droit d’accès, groupes … - compositions - journal de bord - masses volumiques FIABILITE - localisation Gestion : - …… - historiques de fonctionnement - configuration de calculs - résultats de mesures - archivages Interprétation géométrie : Définition des scénarios : - Maquette CAO calcul Demandes -Équipements concernés - Modeleur d’évaluation - accès empruntés - temps passé Mise en forme des jeux de -- ….. données Résultats Codes de calcul de calcul PERFORMANCE Outils d’analyse des résultats Outils de post-traitement Outils d’animation Espace calculs Espace exploitant CEA/DAM/CESTA/DSGA/SSPP F. Fauré P. Le Texier 23 novembre 2010 5
  • 6. Les calculs de radioprotection en 2007 : Dernière modélisation réalisée en 2007 : - 15 000 T d’équipements + GC - Bâtiment: 40m X 40m - 150 compositions matériaux - 140 postes de travail - 6200 volumes - 2800 surfaces Cette géométrie, entièrement construite à la main doit évoluer vers un processus informatisé élaboré à partir de la CAO de l’installation. CEA/DAM/CESTA/DSGA/SSPP F. Fauré P. Le Texier 23 novembre 2010 6
  • 7. Ecriture d’un jeu de données MC à partir de la CAO : SALOME-TRIPOLI MCNP Pro/E GDML (XML) TRIPOLI4 Pug-in BDD Propriété Plug-in : Basé sur Pro/ToolKit et OpenCASCADE, SALOME-TRIPOLI : Il permet : - construction du modèle de calcul à partir - d’analyser la scène CAO d’un fichier GDML - de décoder la nature des éléments rencontrés - export au format TRIPOLI4 ou MCNP5 - d’exporter la géométrie sous un format pivot : GDML - association des propriétés physiques GDML : Description complète d’un cas de calcul : Format pivot neutre (CERN – GEANT4) - découplant les CAO des codes de transport - humainement compréhensible - fournissant une arborescence de la description géométrique - permettant la modification des géométries et leur construction par partie - permettant l’association de propriétés physiques à la géométrie CEA/DAM/CESTA/DSGA/SSPP F. Fauré P. Le Texier 23 novembre 2010 7
  • 8. 2008 : de la géométrie CAO vers celle des codes Monte Carlo 1 – Plug-in ProE  Extraction de ProEngineer des géométries CAO 2 – Fabrication d’un modèle MC à partir de la CAO CAO GDML Codes MC TRIPOLI 4 MCNP5 3 – Modification d’une géométrie dans le GDML via SALOME-TRIPOLI 4 – Construction des géométries GDML par imports successifs + = CEA/DAM/CESTA/DSGA/SSPP F. Fauré P. Le Texier 23 novembre 2010 8
  • 9. 2009 : Vers des modèles de physiques 1 - Visu 3D : performances et fiabilité  Introduction du Ray tracing 2 - Coupes 2D : plan quelconque échelle et accès aux positions calcul des volumes englobants 3 - Génération de l’espace complémentaire aux volumes importés de la CAO 4 - Mailleur Monte Carlo : possibilité de découper les volumes générés automatiquement à des fins de pondération ou d’encaissements. CEA/DAM/CESTA/DSGA/SSPP F. Fauré P. Le Texier 23 novembre 2010 9
  • 10. 2010 : SALOME-TRIPOLI, un module de SALOME 1. Harmonisation des viewers • GEOM (OCCVIEWER) et SALOME-TRIPOLI. • RayTracing (nécessaire pour visualiser géométrie importantes): • Utilisation GPU. • Définition API générale ( PBRT ? ). 1. Sauvegarde d’une session ( HDF5 & Python ). 2. Interface python => Définition d’une API. 3. Rapprochement des composants lights et distribués • Chargement dynamique direct ou via CORBA. • « Négociation » évolution SALOME. ⇒Automatiser les tests unitaires et validation ⇒ Profiter & Contribuer au dynamisme de SALOME CEA/DAM/CESTA/DSGA/SSPP F. Fauré P. Le Texier 23 novembre 2010 10
  • 11. Les perspectives •2010 - … ; Import/Export directives MC au format « surfacique » •Post-traitement des résultats de calcul ( ROOT ? ) •Expression de besoin d’un code « tout-en-un » transport-activation. Actuellement couplage faible (chaînage code avec échange fichier). – Trop fastidieux et, qualité des résultats « perfectible ». •Gestion d’études / Production : – Données, cas et résultats. – Comparaison calcul & mesure. •Ouverture hors LMJ & Radioprotection: – NURISP, NEA, … – Extension import CAO : CATIA, CADDS … CEA/DAM/CESTA/DSGA/SSPP F. Fauré P. Le Texier 23 novembre 2010 11