STAGE - Simulation numérique d'un bain de corium turbulent et homogène 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

2021-18082  

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 Service Mesure et modélisation des Transferts et des Accidents graves (SMTA) est un service de recherche et développement du Département de Technologie Nucléaire (DTN) rattaché à l'Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone (IRESNE) de la Direction des énergies (DES) du Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA). Le SMTA est composé de 5 laboratoires qui permettent de simuler par calculs les transferts des radionucléides dans les réacteurs et dans l'environnement, de développer les mesures nucléaire en soutien à la gestion des déchets nucléaires et de modéliser le comportement du corium en cas d'accident grave.

Description du poste

Domaine

Thermohydraulique et mécanique des fluides

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

STAGE - Simulation numérique d'un bain de corium turbulent et homogène H/F

Sujet de stage

Simulation numérique d'un bain de corium homogène en convection naturelle turbulentsur un récupérateur de réacteur nucléaire de 4eme génération

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

Le stage rentre dans le cadre de l'étude pour la conception du récupérateur localisé en fond de cuve pour les SFR européen (réacteur nucléaire de 4ème génération). Ce récupérateur est un dispositif de sécurité pour garantir l’intégrité de l’enceinte de la cuve durant un accident de fusion du cœur du réacteur nucléaire. Le récupérateur a pour enjeu de récupérer le corium (magma issu de la fusion du cœur se composant du combustible nucléaire et des structures métalliques fondues) à partir de tubes de décharge pour éviter la rétention du corium dans la cuve et ainsi éviter les contraintes thermiques et la rupture de la structure. Toutefois la paroi latérale du récupérateur sera soumise à un flux thermique très élevé qui pourrait entraîner l'ablation de la paroi. Il est donc important de simuler la thermohydraulique du bain de corium pour caractériser ce transfert de chaleur sur la paroi latérale afin d’optimiser la conception du récupérateur.

Dans le cadre du projet européen ESFR-SMART (2017-2021), un nouveau dispositif expérimental (ESFR-Live) a été mis en œuvre au Karlsruhe Institute of Technology (Allemagne) à l'échelle 1:6 du prototype du récupérateur. Ce dispositif a pour objectif de permettre d’étudier la thermohydraulique du bain de corium, les transferts de chaleur aux parois du récupérateur et la cinétique de dissolution par ablation du matériau réfractaire en surface du récupérateur soumis aux contraintes thermique d’un corium à forte température. Une première campagne d'essai a eu lieu en aout 2021 et une seconde se prépare pour le dernier trimestre 2021.

 

Le stage consistera à effectuer des simulations numériques avec le code TrioCFD pour retrouver les résultats des essais ESFR-LIVE. Pour se faire, un bain de corium homogène en convection naturelle turbulent sur un récupérateur de type ESFR-LIVE sera modélisé en résolvant numériquement l'équation de Navier Stokes incompressible sous l'hypothèse de Boussinesq couplée à l'équation de la chaleur. Les simulations devront reproduire au plus près les conditions expérimentales (conditions aux limites et initiales, grilles de chauffage, propriétés physiques du corium, ...) et les régimes physiques (modélisation de la turbulence). L'enjeu est de décrire la physique des phénomènes influents pour retrouver les résultats des essais et ainsi valider le modélisation physique et numérique du code TrioCFD.

Une première étape pour le stagiaire sera de s’approprier la physique mise en jeu, de comprendre les résultats du rapport d'essais ESFR-LIVE, de prendre en main le code TrioCFD et de se familiariser à l’environnement des supercalculateurs du CCRT.

Le stage est prévu pour commencer en mars 2022 pour une période de 6 mois. Toutefois un début anticipé dès janvier est possible.

 

Moyens / Méthodes / Logiciels

codes TrioCFD(C++), Linux, supercalculateurs du CCRT

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 - Master 2

Formation recommandée

Thermohydraulique ou mécanique des fluides, simulation et modélisation numériques

Demandeur

Disponibilité du poste

03/01/2022