Étude d'un dispositif VITI-MPB : dynamique des bulles et amélioration de la modélisation

Thermohydraulique et mécanique des fluides STAGE - Étude d'un dispositif VITI-MPB : dynamique des bulles et amélioration de la modélisation H/F Ce stage s'inscrit dans le cadre de l'étude des accidents graves des réacteurs nucléaires. Lors de tels accidents, le cœur du réacteur peut fondre et former un liquide à haute température, corrosif, appelé corium. Le CEA est doté de moyens d'essais pour étudier les phénomènes associés, notamment le four à induction VITI et le dispositif VITI-MPB, qui permettent la détermination de propriétés thermophysiques du corium (densité, tension de surface, voir viscosité). Dans ce cadre, la simulation numérique (hydrodynamique diphasique) fournit un outil intéressant pour améliorer l'analyse de ce moyen d'essais complexe. Ce stage s'inscrit dans ce cadre de comparaison simulations - expériences. Le Centre CEA de Cadarache (13) est dédié à la recherche sur les énergies nucléaires et bas carbone. Au sein de l’Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d’énergie bas carbone (IRESNE), le Laboratoire de modélisation des accidents graves (LMAG) mène des activités de recherche portant sur la simulation numérique des phénomènes associés aux accidents graves, notamment à l’aide de codes de calcul multiphysiques tels que SCONE. Le stage s’effectuera au sein du LMAG, en collaboration avec le Laboratoire d’Etude et d’expérimentation des Accidents Graves (LEAG). L’objectif de ce stage est d’améliorer la simulation numérique du dispositif VITI-MPB (dans le cadre du code SCONE développé au LMAG sur la base de la plateforme open-source TRUST) afin de mieux comprendre les phénomènes de formation et de détachement des bulles. L’étude s’appuiera sur les simulations déjà réalisées pour différents fluides, notamment l’eau salée, l’étain et le corium, ainsi que sur les nombreux résultats expérimentaux disponibles au LEAG. Un premier axe consistera à analyser et améliorer les simulations existantes afin de réduire les écarts avec les résultats expérimentaux. L’influence de différents paramètres numériques et physiques pourra être étudiée, notamment la modélisation du glissement entre les phases liquide et gazeuse et le coefficient de frottement utilisé pour représenter leur interaction. Un second axe portera sur l’analyse de la dynamique des bulles et sur la comparaison des grandeurs caractéristiques obtenues numériquement et expérimentalement, telles que la pression maximale, le temps de détachement, la forme des bulles et leur vitesse d’ascension. Des simulations dans un domaine suffisamment étendu suivant la direction verticale pourront être réalisées afin d’étudier l’évolution de la vitesse d’ascension et d’évaluer l’atteinte éventuelle d’une vitesse limite. Ces résultats pourront ensuite être confrontés à la formulation développée au LEAG permettant d’estimer la viscosité à partir de la vitesse d’ascension des bulles. L’influence de la viscosité et des conditions d’injection pourra également être étudiée. Les résultats numériques seront également comparés aux résultats expérimentaux disponibles, en s’appuyant sur les relations théoriques utilisées pour l’exploitation du VITI-MPB, notamment la correction de Schrödinger pour la détermination de la tension de surface. Cette analyse permettra d’évaluer l’influence de cette correction et de mieux comprendre les écarts entre les résultats numériques et expérimentaux. Le stagiaire devra exploiter et améliorer le modèle VITI-MPB sous SCONE, réaliser et analyser des simulations numériques et comparer les résultats obtenus aux données expérimentales disponibles. Le stage nécessitera des connaissances en mécanique des fluides, en simulation numérique et en analyse de données. SCONE (basé sur TRUST, C++), Python, Jupyter Notebook Le stage s’adresse à un(e) étudiant(e) de niveau Master 2 ou en dernière année d’école d’ingénieur, avec une formation en mécanique des fluides ou en calcul scientifique. Des connaissances en mathématiques appliquées et en méthodes numériques seraient un plus. Des compétences en programmation scientifique (Python et C++) sont appréciées. Le candidat devra également faire preuve de rigueur, d’autonomie et de curiosité scientifique, et apprécier les activités combinant simulation et expérience. Pourquoi Intégrer le CEA ?- Donner du sens à votre carrière en travaillant au service des grands enjeux sociétaux de demain. - Avoir des perspectives de carrière avec plus de 60 familles de métier, des formations... - Nos avantages : RTT, réseau de ligne de bus sur certains centres (gratuit), restauration collective, CSE… Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l’intégration des personnes en situation d’handicap, cet emploi est ouvert à toutes et à tous. Le CEA propose des aménagements et/ou des possibilités d'organisation