Contexte du stage
Le Laboratoire des Technologies d’Assemblage (LTA), au sein du Service de Recherche sur les Procédés et les Matériaux Avances (SRMA) du CEA de Saclay, développe des outils de découpe laser pour le démantèlement des installations nucléaires en fin de vie et accidentées.

Le procédé de découpe emploie un faisceau laser a forte densité de puissance dirigé vers l’élément a découper. Par interaction avec le faisceau laser, la matière sous le point d’impact chauffe et dépasse le point de fusion. La matière en fusion est éjectée par un gaz d’assistance coaxial au faisceau laser. Une saignée de découpe est formée par le déplacement relatif de la tête de découpe laser par rapport à l’élément découpe. L’efficacité du procédé repose notamment sur l’utilisation du gaz d’assistance qu’il convient de maitriser.
 

Objectifs et méthodologie
Au cours de ce stage, l’étudiant(e) aura pour mission d’optimiser les performances du processus de découpe laser en intégrant une approche holistique du design et de l’évaluation des buses. Les objectifs spécifiques sont les suivants :

1.       Etude biobibliographique — Réaliser une étude exhaustive du sujet pour comprendre les dernières avancées et définir le cadre théorique du projet.

2.       Définition du design de plusieurs buses — Définir le design de plusieurs types de buses, y compris la réalisation des dessins techniques basés sur des calculs a la main.

3.       Simulation numérique—Effectuer des calculs d’écoulements des gaz d’assistance dans les buses conçues à l’aide d’un logiciel spécialisé en mécanique des fluides.

4.       Fabrication de maquettes — En parallèle des simulations, approvisionner des maquettes représentatives des buses pour les tests expérimentaux.

5.       Etude expérimentale — Réaliser une série d’essais pour évaluer les performances des buses et visualiser les écoulements et ondes de choc par des techniques optiques telles que le montage Schlieren.

6.       Analyse comparative—Comparer les résultats des essais avec les prédictions des simulations pour valider l’efficacité des designs et ajuster les paramètres si nécessaire.
 

Résultats attendus
L’optimisation des buses et de l’écoulement du gaz d’assistance est cruciale pour augmenter l’efficacité et la précision de la découpe laser, ce qui contribuera directement à l’amélioration des performances et de l’efficacité des outils de découpe laser.

Nous recherchons un(e) étudiant(e) en fin de formation d’ingénieur ou en master spécialisé en physique ou en mécanique des fluides. Une compétence en simulation numérique est souhaitée. L’étudiant doit avoir un intérêt marqué pour la recherche appliquée et l’expérimental, et posséder une capacite à travailler en équipe et à communiquer efficacement en français et/ou en anglais.