Caractérisation Théorique D’un Arc Dans Le Vide Au Sein D’une Cellule de Disjoncteur

**Caractérisation théorique d’un arc dans le vide au sein d’une cellule de disjoncteur : hypothèses et améliorations**:

- Réf **ABG-132722**
- Sujet de Thèse
- 30/06/2025
- Autre financement public
- Laboratoire LAPLACE UMR
- Lieu de travail- Toulouse - Occitanie - France
- Intitulé du sujet- Caractérisation théorique d’un arc dans le vide au sein d’une cellule de disjoncteur : hypothèses et améliorations
- Champs scientifiques- Energie
- Physique
- Mots clés- Disjoncteur à vide, plasma, coupure électrique, modélisation

**Description du sujet**:
**_Contexte et enjeux : _**Ce sujet s’inscrit dans la cadre de la thématique « Arc de coupure au sein d’un disjoncteur », axe porté par l’équipe AEPPT du laboratoire Laplace depuis plus de 30 ans. Notre équipe étudie, caractérise et optimise le processus de coupure notamment dans les disjoncteurs « haute tension » par la description théorique du milieu plasma en extinction produit par le soufflage auto généré du plasma lors du passage du courant par zéro. Les nouvelles normes environnementales ainsi que les nouveaux besoins conduisent les industriels à se diriger vers les disjoncteurs « à vide » (Cellules). Ainsi, tout naturellement notre équipe a élargi son champ de compétences par l’étude de ces milieux.

**_Déroulé de la thèse : _**La thèse sera localisée au LAPLACE à Toulouse. Les travaux débuteront par une revue bibliographique sur le sujet et la prise en main du modèle CFD en cours de développement dans l’équipe AEPPT. Actuellement, le modèle ne décrit que le régime subsonique (Densité de courant supérieure à 300 kA/m2). L’étudiant aura en charge d’améliorer l’existant afin qu’il décrive les deux régimes et la transition vers le supersonique. D’autres améliorations issues de l’étude bibliographique pourront être envisagées telles que la prise en compte des pertes radiatives, l’ablation de la cathode, la description du champ magnétique extérieur, le calcul de la charge Z en fonction de la température et de la pression, la prise en compte du déséquilibre sur les propriétés thermodynamiques. Dans cette phase, le modèle sera appliqué à une géométrie simplifiée afin de tester sa capacité à retranscrire correctement les phénomènes physiques (température des électrons, des ions, vitesse, pression). Une étude de l’influence des paramètres (intensité, dimensions des électrodes, valeur du champ magnétique, etc.) sera réalisée. Dans un second temps, une fois le modèle développé et validé avec les résultats expérimentaux disponibles dans la littérature, une géométrie réelle (plus complexe) pourra être envisagée.

**Prise de fonction**:

- 01/10/2025

**Nature du financement**:

- Autre financement public

**Précisions sur le financement**:

- Bourse du Ministère (Début Octobre 2025)

**Présentation établissement et labo d'accueil**:

- Laboratoire LAPLACE UMR
- Ce sujet s’inscrit dans la cadre de la thématique « Arc de coupure au sein d’un disjoncteur », axe porté par l’équipe AEPPT du laboratoire Laplace depuis plus de 30 ans. Notre équipe étudie, caractérise et optimise le processus de coupure notamment dans les disjoncteurs « haute tension » par la description théorique du milieu plasma en extinction produit par le soufflage auto généré du plasma lors du passage du courant par zéro. Les nouvelles normes environnementales ainsi que les nouveaux besoins conduisent les industriels à se diriger vers les disjoncteurs « à vide » (Cellules). Ainsi, tout naturellement notre équipe a élargi son champ de compétences par l’étude de ces milieux.

**Site web**:
**Etablissement délivrant le doctorat**:

- Université Paul Sabatier Toulouse 3

**_Profil recherché_**
- Connaissance en Mécanique des Fluides, énergétique et thermique, plasmas et procédés,
- Appétence et compétences en mécanique des fluides numérique et procédés multi-physiques,
- Curiosité, capacités d’analyse et de synthèse, autonomie dans la recherche de solutions à des problèmes complexes,
- Prêt pour le développement informatique en environnement calcul scientifique. Formation initiale en CFD volumes finis.
- Etudiant de Master 2 (Mécanique des Fluides, Génie des Procédés, Physique des Plasmas, Physique,..)
- Ingénieurs- 09/07/2025