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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Modélisation d'un MSR avec CATHARE-3 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

2020-14901  

Description de l'unité

Au sein du département de modélisation des systèmes et des structures (DM2S) de la Direction des Energies, au CEA Saclay, le Service de Thermohydraulique et de la Mécanique des Fluides (STMF-115 personnes) :
- conçoit, développe et qualifie les logiciels de simulation de la thermohydraulique et de la mécanique des fluides pour les réacteurs et installations nucléaires aux différentes échelles ;
- conçoit et réalise des programmes expérimentaux en support à la
compréhension des phénomènes et à la validation des modèles physiques implantés dans les logiciels ;
- réalise les études et expertises qui lui sont confiées pour des applications nucléaires et quelques- unes hors nucléaire dans le domaine énergétique.
Le Laboratoire de modélisation et simulation en mécanique des fluides (LMSF, 18 collaborateurs en CDI) met au point des modélisations physiques et des applications logicielles nécessaires pour la simulation à l'échelle
locale de la mécanique des fluides, tant pour les besoins concernant les réacteurs nucléaires que pour les procédés de l'amont ou de l'aval du cycle du combustible. Il contribue notamment au développement des codes TrioCFD et Neptune-CFD.

Description du poste

Domaine

Thermohydraulique et mécanique des fluides

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Modélisation d'un MSR avec CATHARE-3 H/F

Sujet de stage

Modélisation d'un MSR avec CATHARE-3

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

Dans le concept de MSR (Molten Salt Reactor en anglais, ou Réacteur à Sels Fondus), le combustible nucléaire est dissous dans un sel fondu : le combustible nucléaire est donc liquide. Ce sel combustible parcourt l’ensemble du « circuit combustible » : le sel va de la zone critique aux échangeurs de chaleur, puis le sel refroidi retourne vers la zone critique pour refaire des réactions de fission et remonter en température.
Le calcul précis de la distribution de puissance neutronique au sein de la zone critique requiert la connaissance fine de la distribution de la température au sein du sel combustible. En retour, cette distribution de température dépend de la distribution des réactions de fission (neutronique) au sein du sel combustible. Un MSR requiert donc un couplage neutronique/thermohydraulique pour l’évaluation de la puissance neutronique, que ce soit en régime permanent ou transitoire. Pour cela, l’approche la plus précise consiste en un couplage entre une thermohydraulique de type CFD et un code de neutronique très précis. Cependant, la mise en œuvre, lors des études de conceptions, d’un tel couplage est trop coûteuse en ressources de calcul, et ce couplage est de ce fait impossible à utiliser en dehors de situations très précises et pour des calculs de références. Le recours à un code beaucoup plus rapide en terme de retour est donc nécessaire pour mener les études. L’analyse des transitoires de sûreté dans les filières de réacteurs (REP, RNR-Na, etc.) s’effectue industriellement aujourd’hui à l’aide de « codes systèmes » qui résolvent des équations de thermohydraulique moyennées en temps et en espace sur de larges volumes. Au CEA et en France, les codes CATHARE-2, et plus récemment CATHARE-3, sont les codes systèmes de référence pour les études de sûreté des réacteurs à l’échelle nationale.

Le stage proposé consiste à participer à la première mise en œuvre d’un calcul de type « système », avec le code CATHARE-3, pour un réacteur de type MSR à spectre rapide.

Après une initiation au fonctionnement global d’un MSR, les travaux constitueront en :

Une prise en main de CATHARE-3,
Une analyse de la modélisation CATHARE-3 à adopter en terme de discrétisation de la boucle cœur et système complet d’un MSR (du cœur nucléaire jusqu’à la production d’électricité),Une recherche bibliographique des propriétés thermodynamiques des sels primaires et secondaires et leur implémentation dans le code,
Une recherche bibliographique d’une loi de fermeture pour modéliser les échanges thermiques aux échangeurs, et potentiellement d’une loi de fermeture pour modéliser le frottement pariétal dans les échangeurs, et leur implémentation dans le code,
La réalisation d’un premier jeu de données CATHARE-3 MSR,
La réalisation d’un premier transitoire de sûreté avec le schéma de calcul CATHARE-3 mis au point.
Et, si le temps le permet, une première analyse de l’adaptation du module de neutronique point de CATHARE-3 pour un MSR.

Moyens / Méthodes / Logiciels

CATHARE 3

Profil du candidat

Formation Master 2, 3ème année d'école d'ingénieur, ou équivalent en mécanique des fluides ou en génie nucléaire
Un goût pour l'innovation, les sujets amonts, les études transverses et les équipes pluridisciplinaires seront un plus.

Localisation du poste

Site

Saclay

Localisation du poste

France, Ile-de-France, Essonne (91)

Ville

Saclay

Critères candidat

Diplôme préparé

Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs

Possibilité de poursuite en thèse

Oui

Demandeur

Disponibilité du poste

01/02/2021