La cimentation est aujourd’hui une voie de référence pour le conditionnement d’un grand nombre de déchets nucléaires. La mise au point d’un procédé de conditionnement requiert de maîtriser la phase de mélange et malaxage, ce qui va conditionner la bonne dispersion du déchet dans la matrice cimentaire et les performances du matériau final.

Le LNPA propose de réaliser une thèse sur la modélisation et la simulation du procédé de malaxage (mélange de charges sèches, eau, simulants de déchets de typologies représentatives des gisements de déchets nucléaires) pour remplir les objectifs suivants :
- Acquérir des données expérimentales sur une manipe modèle représentative du procédé
- Simuler l’écoulement de la pâte cimentaire dans le malaxeur et vérifier expérimentalement les résultats obtenus
- Optimiser les paramètres du procédé pour améliorer la qualité de dispersion du déchet
- Prédire la faisabilité de l’enrobage en fonction des caractéristiques du déchet à conditionner
- Valider le transfert d’échelle laboratoire à l’échelle industrielle

Une approche simulation expérience est envisagée : une manipe modèle permettra de comprendre l'écoulement de la matière et d'acquérir des données expérimentales (champ de vitesse) pour ensuite construire un modèle permettant de simuler cet écoulement. Sur la partie simulation, une approche CFD est envisagée : on s’attachera à décrire l’évolution de la surface libre de l’écoulement, mettre en évidence des modes propres de type recirculation et bifurcation de trajectoires et enfin décrire le transport de particules avec et sans couplage à la rhéologie. Les résultats de simulation seront évalués par recoupement avec des essais réalisés sur une manipe modèle de type malaxeur conique. Ainsi, cette thèse permettra de réaliser la première étape de la mise en place d’un outil de dimensionnement prédictif de procédé cimentaire de malaxage appliqué au conditionnement de déchets nucléaires.

Le(la) candidat(e), de profil ingénieur/master matériaux ou ingénieur/master mécanique ou ingénieur/master procédé, tirera de cette thèse une expérience expérimentale en instrumentation de procédé et exploitation de résultats ainsi qu’une expérience en mécanique des fluides numérique et en modélisation de procédé.

Vous intègrerez les équipes de l’Institut des Sciences et technologies pour une Economie Circulaire des énergies bas carbone – ISEC.

Parlons de vous !

Vous souhaitez préparer une thèse en Modélisation de procédé de malaxage.

Vous avez des compétences techniques en Mécanique des fluides, goût pour l'expérimentation, modélisation.

Outils utilisés : Python si possible

Vos qualités :

Autonomie
Sens du terrain
Esprit d'analyse (Curiosité, Ouverture, Esprit critique, Capacité d'anticipation)

Postulez !

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