Pause
Lecture
Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

STAGE-Modélisation des phénomènes de précipitation et cristallisation d'impuretés dans le sodium 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

2021-18277  

Description de l'unité

L'Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone (IRESNE) est un des trois instituts de la Direction des énergies du CEA. L'IRESNE conduit des études sur les systèmes de production énergétique décarbonée utilisant ou valorisant l'énergie produite par les technologies nucléaires :
• Réacteurs à eau du parc électrogène actuel ;
• Réacteurs du futur de tous types, à spectres thermique ou rapide.
Il intervient également en soutien aux réacteurs de propulsion nucléaire et expérimentaux.
Le Département de Technologie Nucléaire est une unité de R&D dont les missions sont d'améliorer la technologie des réacteurs nucléaires actuels et de développer celle des réacteurs futurs en :
-Etudiant, concevant et réalisant des essais de qualification de composants de réacteurs (assemblages…).
-Etudiant le comportement et les performances des caloporteurs.
-Développant l'instrumentation pour la surveillance réacteur, le contrôle de procédé, la mesure nucléaire.
-Modélisant le transfert des radionucléides dans l'environnement et en réacteurs.
-Etudiant les accidents graves (expérimentation, modélisation).

Description du poste

Domaine

Chimie

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

STAGE-Modélisation des phénomènes de précipitation et cristallisation d'impuretés dans le sodium H/F

Sujet de stage

Modélisation des phénomènes de précipitation et cristallisation d'impuretés chimiques dans le sodium – Application au dimensionnement d'un piège froid industriel

Développé sous COMSOL Multiphysics, l'outil ANAIS a été validé sur de premiers résultats expérimentaux avec l'oxyde et l'hydrure de sodium. L'objectif du stage est de poursuivre le développement de cet outil de calcul en intégrant un module de calcul d'échangeur, puis de réaliser des simulations pour valider le dimensionnement d'un piège froid.

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

Contexte :
Le sodium est un métal alcalin, utilisé comme fluide caloporteur, pour différentes applications dans le domaine de l’énergie (nucléaire : RNR-Na, centrales solaires…). Il est mis en œuvre dans des circuits, sous forme liquide, et permet, de par ses excellentes propriétés thermiques, d’emmagasiner et de véhiculer de l’énergie générée sous forme de chaleur. Néanmoins, différentes impuretés sont susceptibles de polluer le sodium. En particulier, il s’agit de l’oxygène, issu des ouvertures de circuit ou d’introduction de nouvelle structures métalliques, et de l’hydrogène. En fonction des applications recherchées, la présence de ces espèces peut être problématique ; en particulier, la présence d’oxygène peut générer à très haute température de la corrosion au niveau des structures métalliques. Par ailleurs, si la limite de solubilité est atteinte, la formation de dépôts solides (Na2O, NaH) dans les points froids d’un circuit n’est pas acceptable.
Pour ces différentes raisons, des dispositifs de purification appelés pièges froids ont été développés ; ils permettent de contrôler la teneur en oxygène et en hydrogène dans le sodium par abaissement de la température du sodium. Les mécanismes de piégeage sont basés sur la cristallisation sous forme de cristaux solides d’oxyde et d’hydrure de sodium (Na2O, NaH). De nombreuses études expérimentales ont été conduites au CEA afin d’établir les cinétiques de nucléation / croissance des impuretés pré-citées. Plus récemment, des travaux de recherche ont été entrepris afin de développer un modèle numérique ; l’objectif est de disposer d’un outil validé permettant de simuler le remplissage d’un piège froid, prédire son efficacité et d’en optimiser la conception. Cet outil intègre de nombreux phénomènes, tels que les transferts thermiques et de matière, l’hydrodynamique et la nucléation et croissance des cristaux via des lois cinétiques.

Travail demandé :
Le stagiaire sera amené à réaliser des calculs sur une géométrie industrielle afin de valider le pré-dimensionnement existant, notamment en terme de capacité de piégeage et d’efficacité, d’étudier par simulation l’influence de plusieurs paramètres, dont la densité du garnissage (support à la cristallisation), le temps de séjour moyen du sodium dans l’appareil… Et, enfin, simuler le remplissage du piège au cours du temps afin de prédire sa durée de vie.
Pour ce faire, le stage se déclinera en plusieurs axes :
• Compréhension du problème, identification des lois physiques et mise en équations, prise en main du logiciel COMSOL Multiphysics ;
• Étude paramétrique,
• Réalisation d’un calcul appliqué à une géométrie industrielle,
• Proposition de voies d’optimisation de l’outil ANAIS, perspectives.

Moyens / Méthodes / Logiciels

COMSOL Multiphysics

Profil du candidat

Il s’agit d’un stage (BAC + 5) orienté génie chimique, procédés. Le candidat doit avoir des connaissances en transfert de matière, dynamique des fluides, modélisation et simulation numérique.

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 - Diplôme École d'ingénieurs

Formation recommandée

Génie des procédés - génie chimique

Possibilité de poursuite en thèse

Non

Demandeur

Disponibilité du poste

01/02/2022