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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

POST-DOC : Modélisation CFD des mouvements de gaz en cavités salines 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

2022-19733  

Description de l'unité

Le DM2S développe des outils de simulation pour la conception et l'évaluation de systèmes dans les disciplines de base du nucléaire, i.e. thermohydraulique, thermomécanique et neutronique, toutes filières confondues. Il s'appuie pour cela sur des essais et des plateformes logicielles, développées en interne ou en partenariat.
Au sein du DM2S, 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, 20 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

Post-doctorat

Intitulé de l'offre

POST-DOC : Modélisation CFD des mouvements de gaz en cavités salines H/F

Sujet de stage

Dans le cadre de la diversification de ses activités dans le secteur de l'énergie, le LMSF propose un CDD de 12 mois (POST-DOC) en collaboration avec la société STORENGY, société du groupe Engie, l'un des leaders mondiaux en matière de stockage souterrain de gaz. STORENGY opère en particulier des cavités salines de stockage de gaz naturel. Les cavités sont localisées dans des couches de sel gemme à environ 1km de profondeur ; elles ont un volume de plusieurs centaines de milliers de m3. Ces stockages souterrains assurent une réponse rapide aux pics de consommation de gaz et également à la modulation saisonnière de la demande.
Le candidat aura pour objectif de développer une modélisation thermo-hydraulique sur la base du modèle TrioCFD du stockage d'hydrogène en cavité dans des cavités de forme réaliste et en tenant des conditions d'opération des cavités (phases d'injection et de soutirage).

SUJET A POURVOIR TRES RAPIDEMENT

Durée du contrat (en mois)

12

Description de l'offre

Afin de mener à bien ces travaux challengeant et novateurs, le fonctionnement d’une cavité saline de stockage sera modélisé, dans un premier temps, en géométrie réelle et en monophasique puis testé en diphasique sur des modèles simplifiés de cavités. Les étapes proposées sont les suivantes :
- Amélioration de la discrétisation VEF : pour prendre en compte la géométrie réelle de la cavité (mesurée par Storengy), il est nécessaire d’utiliser la discrétisation VEF en 3 dimensions combinée à un maillage tétraédrique. Or, dans ce contexte, TrioCFD présente des instabilités au niveau du champ de pression. Il est donc nécessaire d’améliorer le modèle VEF en traitant d’une façon spécifique le champ de pression pour assurer la conservation de la masse dans le volume.
- Développement de nouveaux modèles de conditions aux limites : Le gaz n’a pas un comportement adiabatique dans la cavité : il échange de la chaleur avec le massif. Pour reproduire les temps caractéristiques de refroidissement du gaz après injection, il fallait considérer un coefficient d’échange ad-doc pour modéliser le flux à la paroi. Une modélisation robuste des échanges thermiques avec le massif rocheux nécessite de modéliser la diffusion de la chaleur dans le massif salin autour de la cavité et d’utiliser des méthodes de décomposition de domaine pour modéliser les échanges thermiques entre la cavité et le massif.
- Amélioration de performances (HPC) : Si TrioCFD, de par son rattachement à la plateforme TRUST a d’ores et déjà un haut niveau de performance en terme de calcul HPC, il est néanmoins nécessaire de poursuivre son optimisation, afin d’avoir des temps de calcul acceptables. On souhaite en effet reproduire des séquences injection/repos/soutirage sur plusieurs jours sur un maillage 3D de cavité saline : c’est un problème avec un grand nombre d’inconnues et gourmand en temps de calcul.

Concernant les aspects diphasiques, le candidat sera en charge de débuter par un état des lieux des besoins pour modéliser des échanges entre la saumure et le gaz dans la cavité, puis réalisera des tests numériques et des modèles sur des géométries simplifiées.

 

Le candidat sera épaulé durant cette année par une équipe composée de spécialistes dans chacun de ces domaines à la fois au CEA et chez STORENGY.

Moyens / Méthodes / Logiciels

TrioCFD - https://triocfd.cea.fr/

Profil du candidat

Le candidat devra être titulaire d'un Doctorat en mécanique des fluides obtenus entre 2019 et 2021.

Les compétences scientifiques et techniques attendues sont les suivantes :

- Thermohydraulique diphasique, mécanique des fluides, schémas numériques

- Utilisation de code de calculs scientifiques

- Programmation : C++, Python

Le candidat devra également faire preuve de créativité, d'esprit d'analyse et apprécier le travail dans une équipe jeune et dynamique.

Localisation du poste

Site

Saclay

Localisation du poste

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

Ville

Saclay

Critères candidat

Langues

  • Français (Bilingue)
  • Anglais (Intermédiaire)

Diplôme préparé

Sans diplôme

Formation recommandée

Bac+8 – Doctorat en mécanique des fluides

Possibilité de poursuite en thèse

Non

Demandeur

Disponibilité du poste

03/01/2022