M2 Nuclear Reactor Physics and Engineering

Objectifs

La spécialité Nuclear Reactor Physics and Engineering a pour objectif de donner une formation approfondie dans le domaine de la physique des réacteurs nucléaires, permettant d’exploiter les outils existants, de développer et d’installer les réacteurs de troisième génération, de concevoir et de mettre au point les systèmes du futur encore appelés « systèmes intégrés » (génération IV).
De tels objectifs nécessitent une vision systémique et globale afin de pouvoir appréhender toute la dimension du nucléaire civil pour lequel les problématiques liées au réacteur sont étroitement connectées à celles du combustible qui lui est associé. Cela implique un enseignement conjoint de disciplines variées, au contenu à la fois scientifique et technologique.
Ainsi, le domaine de la physique des réacteurs nucléaires mobilise à lui seul des compétences en neutronique, thermo-hydraulique et métallurgie-matériaux.
Le domaine du cycle du combustible nucléaire fait appel quant à lui, et pour une large part, à la chimie des procédés hydrométallurgiques dont la compréhension nécessite des connaissances en chimie des solutions, chimie séparative, radiochimie.

À l'issue de cette formation, l'étudiant aura acquis notamment les compétences suivantes :

• Démarche et règles de sûreté en conception
• Conception et fonctionnement des chaudières nucléaires
• Conception et calcul d'ouvrages et de structures
• Conception et dimensionnement de systèmes fonctionnels
• Ergonomie appliquée en phase de conception
• Réalisation et suivi de fabrication en usine et sur chantier
• Réglementations spécifiques au nucléaire
• Règles et critères techniques (ECCS, ANS, règles de conception)
• Principes et méthodes de radioprotection utilisés en conception

L'étudiant aura en outre, au delà des compétences techniques, la capacité de mettre en relation les différents domaines mis en œuvre lors de la conception des installations nucléaires, donnant ainsi une compétence de conduite ou de direction de projets multidisciplinaires.

Conditions d'accès

Les étudiants ayant validé une première année de master de physique, notamment le master1 "Energie Nucléaire", ou un master1 équivalent tels que "Physique fondamentale" ou "Physique Appliquée et Mécanique" et les étudiants en troisième année des écoles d'ingénieurs de ParisTech, Centrale Paris et Supélec sont susceptibles de poser leur candidature. Le master 2 est également ouvert aux étudiants étrangers titulaires d'une formation niveau M1 équivalente. Une commission opérera une première sélection sur dossier, puis auditionnera si besoin les étudiants pressentis pour consolider l'appréciation de leur niveau scientifique, de leur niveau d'anglais et de leur motivation, et décider de leur sélection définitive pour ce M2.
L'admission en M2 se fait sur examen de dossier et entretien. Sont concernés les étudiants ayant validé le M1 "Energie Nucléaire", le M1 "Physique Fondamentale" ou le M1 "Physique Appliquée et Mécanique" de l'Université de Paris Sud 11, les élèves issus des grandes écoles ou les étudiants ayant validé 60 ECTS de cours de niveau gradué dans le domaine.

Programme

Le Master comporte dix unités d’enseignement (UE) représentant un volume de 460 heures pour l’obtention de 42 ECTS.

L’enseignement théorique est accompagné de travaux pratiques sur réacteur et sur simulateurs réalisés à l’INSTN et sur le centre du CEA de Saclay.
La plupart des cours auront lieu dans les locaux de l’INSTN, les autres ayant lieu dans les locaux de l’université Paris-Sud XI.

Semestre 1

• Matériaux pour les centrales nucléaires (5 ECTS)
• Thermo hydraulique des réacteurs (5 ECTS)

Semestre 2

• Conception-Construction des infrastructures et structures (4 ECTS)
• Conception-Sûreté: Architecture générale, Systèmes et Equipements (4 ECTS)
• Conception calculs et contrôle (4 ECTS)
• Stage (18 ECTS)
  Le stage de cinq mois (de début avril à septembre) se déroule dans un centre de recherche ou dans l’industrie (selon le choix de l’orientation future de l’étudiant), en France ou à l’étranger.
  Les propositions de stage sont transmises aux étudiants début novembre et les choix définitifs arrêtés en janvier afin que les conventions de stage avec l’organisme d’accueil soient signées avant le début du stage. Les étudiants qui souhaitent proposer eux-mêmes un sujet de stage doivent le faire valider ainsi que les conditions de son déroulement par les responsables de la formation dès le début de l’année M2.
  Les stages font l’objet d’un rapport et d’une soutenance devant un jury constitué, permettant l’évaluation du travail réalisé. Les soutenances sont programmées début septembre.

Cours

• Introduction à la sûreté - 2 ECTS   
• Description fonctionnelle d’une centrale type ERP -3 ECTS   
• Physique nucléaire - 6 ECTS
• Neutronique – première partie - 4 ECTS
• Échanges de chaleur – Thermohydraulique des réacteurs nucléaires - 6 ECTS   
• Matériaux nucléaires - 5 ECTS
• Utilisation des codes de calcul- mini-projets - 4 ECTS
• Neutronique – deuxième partie - 4 ECTS
• ERP : travaux pratiques - 2 ECTS
• Autres filières - 2 ECTS
• Cycles des combustibles pour filière REL - 1 ECTS
• Réacteurs et cycles du futur - 1 ECTS
• Sûreté/criticité - 1 ECTS
• Radioprotection - 1 ECTS