IMAS s'enrichit avec l'intégration d'un modèle surfacique de WEST   

Le modèle surfacique 3D du mur de WEST est disponible dans IMAS (ITER Integrated Modelling and Analysis Suite), première étape indispensable pour l’intégration des diagnostics synthétiques d’imagerie dans cet outil numérique.

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Le modèle surfacique 3D de la machine WEST est désormais disponible dans la plateforme logicielle IMAS. IMAS (ITER Integrated Modelling and Analysis Suite) est une infrastructure logicielle proposant un cadre standard pour l’échange des données et l’interfaçage des codes pour l'exploitation scientifique d’ITER. WEST est la première machine à utiliser IMAS nativement pour l’accès et le traitement des données.  Une nouvelle étape vient d’être franchie avec l’intégration d’un modèle surfacique de WEST dans IMAS, accessible à tous les partenaires.

Ce travail a nécessité préalablement une phase de préparation importante pour transformer les modèles CAO (Conception Assisté par Ordinateur) sortis du bureau d’étude à un modèle utilisable par les codes calcul. Le transfert des données CAO aux logiciels de calcul est une problématique récurrente sans pour autant avoir de solution simple. En effet d’un calcul à un autre (neutronique, thermique, radiative), d’une application à une autre (conception, matériaux, réalité virtuelle, diagnostic synthétique), le modèle de calcul exigé sera différent : géométrie morte(solide) ou géométrie maillée, 3D volumique ou 3D surfacique, simplifiée ou détaillée au niveau du composant, facetisé, exact, paramétré, etc.

Le modèle disponible dans IMAS est un modèle 3D surfacique de la machine entière de WEST. Ce modèle 3D surfacique est décrit par un ensemble de surfaces à partir desquelles il est possible de définir des propriétés de surface, comme la texture souvent utilisée pour la création d’effet visuels dans les industries du films ou jeux vidéo. Dans le cas des diagnostics synthétique, ceux sont les propriétés exactes thermo-radiative des matériaux (émission et modèle de réflexion) qui y sont définies.

Ce modèle est généré suivant un processus en deux étapes : une première étape de préparation de la topologie du modèle au calcul (ou « defeaturing ») et une seconde étape de maillage. La première étape consiste à simplifier le modèle CAO pour l’alléger et l’optimiser pour le maillage et les calculs. Cette étape de « defeaturing » revient à supprimer certaines caractéristiques ou détails inutiles à l’analyse et au résultat (par exemple suppression des trous de faible diamètre), à adapter la géométrie pour améliorer la qualité et la faisabilité du maillage (par exemple simplifier une courbure, réparer des surfaces). Le maillage de la géométrie résultante est également une étape critique, pouvant amener à utiliser plusieurs techniques de maillage (Delaunay, Octree, etc.) pour résoudre les différents composants internes de la machine aux géométries bien spécifiques.

Ces étapes effectuées, une dernière étape est la conversion du modèle 3D surfacique maillé de WEST au format standard IMAS. Ce format se veut générique et suit une structure bien définie pour que chaque utilisateur puisse reconstituer la géométrie de WEST à partir de la description des nœuds et facettes (triangles). Il intègre également des informations supplémentaires comme les matériaux du mur, les températures et autres paramètres géométriques.  

Ce travail a permis de démontrer la faisabilité d’intégrer dans IMAS la géométrie détaillée d’un mur de tokamak complet (plus de 40 composants, 1.5 millions de nœuds, 2.8 millions de triangles) : une première étape indispensable pour l’intégration des diagnostics synthétiques d’imagerie dans IMAS pour ITER.

Représentation 3D surfacique du mur 3D de WEST (40 composants, 1.5 millions de nœuds, 2.8 millions de triangles)

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sg165549, dépêche du 28/03/2023