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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Stage - Simulation numérique du transfert de chaleur dans un lit de débris H/F


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le CEA est un acteur majeur de la recherche, au service des citoyens, de l'économie et de l'Etat.

Il apporte des solutions concrètes à leurs besoins dans quatre domaines principaux : transition énergétique, transition numérique, technologies pour la médecine du futur, défense et sécurité sur un socle de recherche fondamentale. Le CEA s'engage depuis plus de 75 ans au service de la souveraineté scientifique, technologique et industrielle de la France et de l'Europe pour un présent et un avenir mieux maîtrisés et plus sûrs.

Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.

Les 20 000 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
  

Référence

2023-29092  

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. Il conduit des études sur les systèmes de production énergétique décarbonée utilisant l'énergie produite par les réacteurs nucléaires : Réacteurs à eau du parc électrogène actuel, Réacteurs du futur de tous types, à spectre thermique ou rapide.
Au sein d'IRESNE, le Département de Technologie Nucléaire a pour missions 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).

Au sein du DTN, Le Service Mesures et modélisation des Transferts et des Accidents graves (SMTA) comprend notamment Le Laboratoire de Modélisation des Accidents Graves (LMAG), qui a pour mission le développement et la validation des codes de calcul pour l'évaluation des scénarios d'accidents graves et la modélisation des phénomènes physiques associés aux accidents graves.

Description du poste

Domaine

Thermohydraulique et mécanique des fluides

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Stage - Simulation numérique du transfert de chaleur dans un lit de débris H/F

Sujet de stage

Dans le cadre des études sur les accidents graves la possibilité de la formation d'un corium en partie basse de la cuve doit être étudiée. Parmi les configurations possibles en fond de cuve lors d'un accident grave de réacteur nucléaire, celle d'un milieu solide poreux (« lits de débris ») est d'intérêt pour les réacteurs de faible puissance (SMR). La modélisation actuelle associée comporte des limites qu'on propose de repousser.

Durée du contrat (en mois)

6

Description de l'offre

Ce travail s'inscrit dans le contexte de l’étude des accidents graves des réacteurs à eau légère (REL) dans le but d'améliorer les moyens de prévention et mitigation associés. Dans ce cadre, la phénoménologie du bain de corium (métaux et oxydes sous forme liquide issus de la fusion des matériaux du cœur du réacteur) qui peut se former lors d’un accident nucléaire grave est un élément clé. Par exemple, on peut chercher à maintenir en priorité l'intégrité de la cuve du réacteur, c'est le flux de chaleur transmis par le bain de corium en fond de cuve à la cuve qui conditionne la réussite de l’opération (cas du Small Modular Reactor NUWARD).

 

Dans certaines configurations innovantes, ce corium peut présenter une fraction de solide importante. Dans ce cas, la simulation précise de la thermique au sein de lits de débris (milieu poreux composés de particules solides) devient importante pour évaluer les flux de chaleur à l’interface avec la paroi de la cuve.

 

Dans ce contexte, le laboratoire LMAG du CEA travaille sur la modélisation d’un bain de corium à deux échelles distinctes :

• une échelle « macroscopique » qui est celle des modèles intégraux de la plateforme PROCOR développée au LMAG ;

• une échelle « mésoscopique » relative à la taille des mailles (cm, mm) associée à la simulation numérique de la thermohydraulique multiphasique.

 

Ce stage s’intéressera à la simulation numérique du transfert de chaleur d’un lit de débris chauffé en volume et refroidi à sa frontière externe. De par les niveaux de température atteints, le rayonnement intra-pore peut influer de manière non-négligeable sur la distribution de température et sur les flux de chaleur à l’interface refroidie. Sous l’effet de la chaleur, le « cœur » de ce lit de débris peut fondre et des mouvements convectifs peuvent apparaître et, influer sur le transfert de chaleur dans le système.

 

Sur la base du logiciel libre de « Computational Fluid Dynamics » TrioCFD développé au CEA, ce stage consistera à la mise en place d’une modélisation et à la réalisation de simulations numériques dédiées au comportement du lit de débris. En partant de la situation la plus simple en se basant sur des travaux antérieurs, cette modélisation sera petit à petit enrichie pour tenir compte de la fusion d’une partie du solide et de la phase liquide. Elle permettra une analyse paramétrique centrée sur le flux à la surface refroidie qui pourra être comparée avec les résultats obtenus avec PROCOR (code à zones du CEA).

 

Ce travail s’inscrit dans le cadre d’un projet de collaboration européen (Horizon Europe SASPAM) et les résultats associés pourront y être valorisés.

Moyens / Méthodes / Logiciels

Conductivité effective; TrioCFD (CEA, libre, C++), PROCOR (CEA, Java), Linux

Profil du candidat

Etudiant(e) en 3e année d'Ecole d'Ingénieurs ou Master 2.

 

Vous êtes intéressé par l'utilisation de codes de recherche dans le domaine de la thermique. 

 

Vous avez des connaissances préalables en matière de simulation numérique / CFD, en transferts thermique et avez un esprit de synthèse.

 

Des connaissances de l'environnement LINUX, de TrioCFD, C++ et des milieux poreux et/ou les lits de débris seraient un plus.

 

Le CEA est un acteur engagé dans l’accueil, l’insertion et le maintien dans l’emploi des personnes en situation de handicap. Ainsi, si vous le souhaitez, vous pouvez également joindre tous documents justifiants de votre situation de handicap (RQTH, carte mobilité inclusion, pension d’invalidité, etc).

Localisation du poste

Site

Cadarache

Localisation du poste

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

Ville

Saint-Paul-lez-Durance

Critères candidat

Langues

  • Français (Courant)
  • Anglais (Intermédiaire)

Diplôme préparé

Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs

Formation recommandée

3e année Ecole d'Ingénieur ou Master 2

Possibilité de poursuite en thèse

Oui

Demandeur

Disponibilité du poste

04/03/2024