L'énergie nucléaire couvre 71% des besoins en électricité en France. La transition énergétique est engagée pour atteindre la neutralité carbone en 2050. Dans ce cadre, la France a engagé un programme de développement des centrales. La France est actuellement le premier pays exportateur d'Europe d'électricité avec un solde d'échanges régulièrement positif.
Dans ce contexte de développement, de nombreuses actions de R&D sont entreprises par EDF R&D. EDF R&D développe des compétences pointues notamment en mécanique des fluides et capitalise ses connaissances dans des codes de simulations numériques 3D. Ces outils numériques sont codéveloppées en interne et en partenariat avec les principaux acteurs du nucléaire français. Les simulations sont effectuées sur les supercalculateurs de EDF.
L’ensemble des modèles physiques développés sont suffisamment génériques pour être appliqués à d’autres secteurs comme le transport, la sidérurgie ou le spatial.
La corrosion-érosion se manifeste par une dégradation de l’acier provoquant alors une perte d’épaisseur de la tuyauterie pouvant aller jusqu’à la rupture des composants. La corrosion-érosion (CE) est de fait présente dans la majorité des processus industriels et constitue donc un sujet à très haut potentiel. Sa compréhension et sa modélisation sont un atout stratégique pour EDF R&D.
Sous l’action d’un écoulement d’eau sous conditionnement chimique secondaire, la corrosion de l’acier au carbone ou faiblement allié conduit à la formation à sa surface d’une fine couche d’oxyde (poreuse et relativement soluble). Il est intéressant de noter que les surfaces des composants affectés par la corrosion-érosion (CE) présente un faciès typique selon que ce soit lié à un écoulement monophasique liquide (aspect « peau d’orange » dû à la formation de cupules - « Horse Shoe Pits » en anglais) ou diphasique liquide-vapeur (aspect « peau de tigre » - « Tiger Striping » en anglais).
Le travail de modélisation engagé depuis 2022 a permis d’implanter un modèle avancé pour la compréhension de la CE pour la CFD. Une autre thèse en cours continue d’affiner et de valider ces modèles, en les généralisant à des écoulements diphasiques.
Un premier objectif du stage sera de simuler avec le code 3D CFD neptune_cfd une ou plusieurs expériences de sorte à évaluer les modèles implémentés dans le code, avec l’aide du doctorant et des autres encadrants industriels.
Un second objectif sera d’utiliser le code CFD pour générer une base de données qui servira à créer de nouvelles lois physiques destinées à être implantées dans un code de calcul fonctionnant à une échelle plus macroscopique (code de l’ingénierie EDF). Les simulations à des échelles fines aident à renseigner des modèles physiques à une échelle macroscopique.
Ce stage s’adresse aux étudiants à la recherche d’un projet de fin d’étude orienté mécanique des fluides, doté d’un bon sens physique et désireux de travailler dans une unité de R&D ou d’ingénierie pour le secteur de l’énergie.
Une bonne connaissance de la mécanique des fluides et de la programmation est demandée.
Ces travaux, d’une durée de 6 mois, se dérouleront dans les locaux d’EDF R&D à Chatou (78), au département MFEE (Mécanique des Fluides Energie et Environnement).
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