Stage : Etude du comportement d'un jet/panache léger dans un milieu ambiant fermé H/F
Vous intégrez le Laboratoire de l'Incendie et des Explosions (LIE) du Service des Agressions Internes et risques Industriels (SA2I) rattaché à la Direction de la Recherche et de l'Expertise en Sûreté à Cadarache. Le SA2I réalise des expertises concernant la maîtrise des risques d'incendies, d'explosions et induits par l'activité humaine et des travaux de R&D dans ces mêmes domaines et plus généralement de la thermique et de la mécanique des fluides réactifs. Il initie, réalise ou suit des études et des recherches propres à répondre aux besoins de l'expertise dans son domaine de compétences. Au sein du service, le LIE a pour objectif principal d'améliorer la connaissance sur les risques incendie et explosion en milieu confiné et ventilé et de développer les modélisations physiques associées. Cette connaissance est capitalisée par le développement de logiciels scientifiques à champ et à zones pour simuler les scénarios d'incendie et d'explosion en milieux représentatifs des installations
nucléaires. Il vient en soutien aux unités qui réalisent des expertises de sûreté et des programmes expérimentaux par l'utilisation de ces logiciels
Le développement d'un jet/panache dans un espace fermé est très différent de celui en milieu ouvert. En effet, au cours du temps, le local se stratifie progressivement en température (cas d'un rejet thermique), en espèces chimiques (ex : fuite de gaz), ou des deux (cas d'un incendie, avec chaleur et espèces gazeuses issues de la combustion). Alors que ce processus de stratification au cours du temps (filling-box process [1]) est relativement bien maîtrisé pour le cas de faibles écarts de masse volumique entre le rejet et le milieu ambiant (cas dit Boussinesq), il n'est que partiellement compris lorsque ces écarts de masse volumique sont plus élevés (cas non-Boussinesq).
A titre d'illustration, ce type d'écoulement se rencontre en incendie lorsqu'un panache de fumée impacte le plafond et remplit progressivement la pièce. Outre le risque incendie, cette configuration se manifeste plus généralement dans le risque industriel/environnemental lors de la dispersion de gaz inflammables (ex : risque H2) pouvant conduire à la constitution d'une atmosphère explosive (ATEX).
L'objectif du stage est d'explorer une gamme de rejets accidentels (au sein d'une enceinte) encore peu cartographiés et non modélisés. Ces derniers dépendent de trois facteurs : le ratio des masses volumiques entre le rejet et l'air ambiant ρinj/ ρamb, le rapport entre forces inertielles et de flottabilité (nombre de Froude), et enfin celui entre forces inertielles et forces visqueuses (nombre de Reynolds).
Le stage proposé concerne l'étude par simulation numérique (au moyen du logiciel CALIF3S développé à l'ASNR) des écoulements générés dans ce type de configuration. Pour cette étude, l'étudiant(e) se basera notamment sur des données expérimentales issues de la littérature [2].
Ce stage cherchera in fine à comprendre les différents régimes observés expérimentalement et à donner des éléments de modélisation complémentaires et manquants sur les rejets non-Boussinesq, à flottabilité prononcée, dans un milieu fermé.
Le stage proposé, à dominante mécanique des fluides, s'adresse donc à tout candidat motivé par les approches mêlant simulation et modélisation des phénomènes observés.
École d'ingénieur et/ou M2R en thermohydraulique ou énergétique et transferts ou mathématiques appliquées
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