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Caractérisation de l'homogénéité d'un mélange de deux poudres dans un tambour tournant : Sim H/F


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.

Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :
. la défense et la sécurité
. l'énergie nucléaire (fission et fusion)
. la recherche technologique pour l'industrie
. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).

Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.  

Référence

2020-14306  

Description de l'unité

Le stage est proposé au sein du Département d'Etudes des Combustibles (DEC), localisé sur le centre de Cadarache. Ce département est rattaché à l'institut IRESNE (Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone) de la Direction des Energies (DES). Il mène une activité centrée autour du combustible nucléaire dans l'objectif d'accroître les performances et la sûreté des réacteurs actuels (générations 2&3) et de développer les combustibles nucléaires des réacteurs du futur (4ème génération). Il a pour mission d'acquérir, d'intégrer et capitaliser les connaissances relatives à la conception, à la fabrication, à la caractérisation et à l'étude du comportement des éléments combustibles nucléaires en réacteur. Les activités du DEC associent simulation numérique/modélisation, expérimentation dans des laboratoires dédiés aux combustibles nucléaires (Laboratoire UO2, laboratoire de haute activité LECA-STAR), analyses radiochimiques et chimiques.
Le DEC rassemble environ 250 ingénieurs, chercheurs et techniciens et contribue à la formation par la recherche avec l'accueil de plus d'une centaine de stagiaires (Master, Ecole d'ingénieurs, DUT…), d'apprentis, de doctorants et post-doctorants. Il entretient de nombreuses collaborations avec des partenaires industriels, des laboratoires académiques (universités, CNRS) que ce soit au niveau national ou international.

Description du poste

Domaine

Mécanique et thermique

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Caractérisation de l'homogénéité d'un mélange de deux poudres dans un tambour tournant : Sim H/F

Sujet de stage

Caractérisation de l'homogénéité d'un mélange de deux poudres dans un tambour tournant : Simulation numérique par Méthode des Éléments Discrets

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

Contexte :
Le mélange des solides divisés, de poudres ou de milieux granulaires, est une opération clé pour de nombreux domaines industriels aussi variés que la pharmacie, l’agro-alimentaire, l’industrie des ciments, des matières plastiques… Dans le cas présent, l’étude s’applique au procédé de fabrication des combustibles nucléaires obtenus à partir d’une poudre d’uranium et d’une poudre de plutonium mélangées dans un tambour tournant. L’optimisation du temps de mélange des poudres nécessaire pour obtenir une bonne homogénéité constitue un enjeu important qui permettra de réduire le coût de l’opération. Cependant la complexité du comportement des poudres dû au caractère dynamique des forces mises en jeu et à son aspect pulvérulent rend difficile son étude par des techniques expérimentales aux échelles de temps et d’espace pertinentes. La simulation par la Méthode des Éléments Discrets (DEM) constitue une alternative pour palier à cela en offrant une description granulaire du comportement de la matière. Un code DEM co-développé par le CNRS, l’INRA et le CEA sera utilisé dans le cadre du stage pour étudier les phénomènes d’intérêt.


Objectifs :
L’objectif du stage consiste à mettre en place une étude numérique utilisant la méthode DEM du mélange de deux poudres dans un tambour tournant en géométrie 3D afin d’assurer une bonne homogénéité pour différents paramètres du procédé.


Étapes du stage :
La première étape du stage consistera à s’approprier le sujet et les méthodes par une recherche bibliographique sur la caractérisation des mélanges d’une part et à prendre en main le code de simulation d’autre part.
La deuxième étape s’attachera à réaliser en simulation une étude de sensibilité afin d’optimiser la vitesse d’homogénéisation du mélange. Les paramètres influents sont par exemple les proportions relatives des deux poudres, la taille et la vitesse de rotation du tambour, la différence de taille entre les poudres.


Relations/collaboration :
CNRS/LMGC, INRA

Moyens expérimentaux mis en œuvre (essais, techniques d’analyse, de caractérisation, …) :
-Pas d’expérience prévue dans le cadre du stage.


Moyens de calculs, informatiques mis en œuvre (langages, logiciels) :
Travail effectué sous Linux. Langage C++. Accès aux calculateurs du CEA Cadarache

Moyens / Méthodes / Logiciels

Travail effectué sous Linux. Langage C++. Accès aux calculateurs du CEA Cadarache

Profil du candidat

Etudiant en 3ème année d'école d'ingénieur ou Master 2 avec des compétences en mécanique, physique ou mathématiques appliquées. Curieux, autonome et rigoureux vous souhaitez développer/approfondir des compétences en simulation dans un environnement de recherche appliquée. Des connaissances en programmation (C++), en Méthode des Eléments Discrets ou en métallurgie des poudres seraient un plus.

Localisation du poste

Site

Cadarache

Localisation du poste

France, Provence-Côte d'Azur, Bouches du Rhône (13)

Ville

SAINT-PAUL-LEZ-DURANCE

Critères candidat

Diplôme préparé

Bac+5 - Master 2

Formation recommandée

Etudiant en 3ème année d'école d'ingénieur ou Master 2 avec des compétences en mécanique, physique o

Possibilité de poursuite en thèse

Non

Demandeur

Disponibilité du poste

01/02/2021