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 coeur 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 Alternant Ingénieur modélisation procédés
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Dans le cadre du projet ECCLOR (Plan France Relance), le procédé ELIPSE de
minéralisation par plasma immergé sous eau a été développé dans le but de proposer
et de commercialiser une solution de traitement et de conditionnement de déchets
nucléaires de type liquides organiques radioactifs, sans solution industrielle par
ailleurs.
Le procédé ELIPSE peut être décrit, dans une première approche, comme deux parties distinctes. La première représente l'incinération des liquides organiques par la torche plasma et l'éjection de ce milieu plasmagène au travers de la tuyère. La seconde partie correspond au réacteur de refroidissement, composé d'une entrée à grande vitesse (40 m/s) de ce gaz chaud (600 K) dans un réservoir rempli d'eau, préalablement mise en circulation afin de maintenir sa température constante (300 K). Une thèse, en collaboration avec des enseignants chercheurs de Toulouse INP, est en cours afin de mener une étude par CFD (Computational Fluid Dynamics) de l'écoulement turbulent présent au sein du réacteur et, dans un second temps, modéliser la torche plasma.
Le sujet du stage s'inscrit dans la simulation par CFD du réacteur assurant le refroidissement du jet gazeux. Le candidat travaillera en collaboration avec le doctorant afin de mener une étude approfondie des différents modèles de simulation déjà implémentés.
L'objectif sera de valider chaque modèle séparément à l'aide de configurations connues dans la littérature. Le solveur est aujourd'hui développé sur OpenFoam (C++), il sera également intéressant de comparer sa performance avec le logiciel commercial Ansys Fluent.
Ensuite, la simulation du réacteur sera réalisée en couplant l'ensemble des modèles.
Il vous sera également demandé de développer, en fonction de son goût pour la programmation, des routines en Python/Matlab permettant le post-traitement des résultats.
Il s'agira notamment d'extraire des données qui pourront être comparées à des valeurs expérimentales obtenues sur la maquette existante du réacteur : valeurs de température en quelques points, distributions de tailles de bulles en sortie, topologie du jet gazeux lors de sa fragmentation près de l'injection
Afin de mener à bien votre mission, vous devrez posséder des compétences en CFD, avoir un goût prononcé pour la modélisation et savoir développer quelques routines en C++, Fortan ou Python.
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