Stage - Modélisation d'un accumulateur de vapeur avec CATHARE3 H/F

Informations générales

Entité de rattachement

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 cœur 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 collaboratrices et collaborateurs du CEA partagent trois valeurs fondamentales :

• La conscience des responsabilités

• La coopération

• La curiosité

Référence

Description de l'unité

L'Institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone (IRESNE) est un des trois instituts de la Direction des énergies du CEA. Il conduit des études sur les systèmes de production énergétique décarbonée utilisant l'énergie produite par les réacteurs nucléaires : Réacteurs à eau du parc électrogène actuel, Réacteurs du futur de tous types, à spectre thermique ou rapide.

Au sein du Département d'Etudes des Réacteurs (DER) de l'IRESNE, le Service d'Etudes des Systèmes Innovants (SESI) est une unité pluridisciplinaire porteuse de compétences en thermohydraulique, énergétique, mécanique, fiabilité technique et humaine et méthodes statistiques.

Au sein du SESI, le laboratoire de pré-conception et d'optimisation des systèmes (LCOS) réalise les études de préconception, de fonctionnement et de sûreté des systèmes nucléaires innovants de toutes
les filières (réacteur, systèmes de conversion d'énergie, couplage du réacteur avec procédés de cogénération). Il intègre également les interactions entre l'énergie nucléaire et les énergies renouvelables dans le cadre du mix énergétique français.

Domaine

Thermohydraulique et mécanique des fluides

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Stage - Modélisation d'un accumulateur de vapeur avec CATHARE3 H/F

Sujet de stage

Modélisation d'un accumulateur de vapeur avec CATHARE3 en vue de l'amélioration de la flexibilité des réacteurs flexibilité des réacteurs nucléaires

Durée du contrat (en mois)

6

Description de l'offre

Les accumulateurs de vapeur sont des réservoirs contenant de l'eau liquide et de la vapeur sous pression (exemple bien connu : pressuriseur de Réacteur à Eau Pressurisée). Ils sont notamment utilisés dans les centrales solaires thermiques afin de stocker de l'énergie sous forme de chaleur latente. Lorsque la production de vapeur excède la demande, le surplus est prélevé et injecté dans l'eau pressurisée de l'accumulateur de vapeur À l'inverse, lors des phases de décharge, une vanne au sommet de l'accumulateur s'ouvre, libérant la vapeur sous pression. La pression diminue alors et l'eau liquide se vaporise, assurant ainsi une alimentation continue en vapeur.

Afin d'étudier le potentiel de l'insertion d'accumulateurs de vapeur au sein des cycles de Rankine de centrales nucléaires, il faut d'abord être en mesure de les simuler de façon dynamique avec un code de thermohydraulique reconnu en sûreté nucléaire. Pour ce besoin, nous utiliserons l'outil de calcul scientifique CATHARE3. Des modèles permettant de rendre compte des phénomènes thermodynamiques mis en jeu dans les accumulateurs de vapeur existent dans la littérature, mais ne sont pas encore implémentés dans le code CATHARE3. De plus, les modèles existants dans CATHARE3 ont été développés principalement pour représenter la physique des pressuriseurs de REP et ne permettent pas de reproduire suffisamment bien le comportement de ces accumulateurs dédiés au stockage/déstockage d'énergie.

Dans ce cadre, l'objectif de ce stage est d'identifier une modélisation pertinente dans la littérature scientifique puis de l'implémenter dans le code source de CATHARE3. Le fonctionnement en charge et décharge de l'accumulateur sera ensuite simulé et validé sur des données expérimentales déjà identifiées. L'intégration de l'accumulateur de vapeur dans un cycle de Rankine sera ensuite étudiée tant du point de vue architecture (utilisation possible de l'outil statique CYCLOP)  que simulation dynamique. Plusieurs architectures de cycles pourront être testées afin de juger de la pertinence d'utiliser un accumulateur de vapeur pour répondre au besoin de flexibilité attendue du côté des réacteurs nucléaires.

Ce stage de recherche en laboratoire permettra au candidat/à la candidate de développer des capacités d'analyse physique ainsi que d'utilisation du code CATHARE3 qui est largement utilisé par les acteurs du nucléaire en France et à l'international. Les résultats obtenus à l'issue du stage pourront être valorisés au sein d'une publication.

La date de démarrage du stage est prévisionnelle ; celle-ci pourra évoluer en fonction de la disponibilité du/de la candidat(e) sélectionné(e)

Moyens / Méthodes / Logiciels

Environnements Windows et Linux, codes CATHARE3 et CYCLOP

Profil du candidat

Etudiant(e) en 5ème année d'école d'ingénieur généraliste ou équivalent, spécialisé en mécanique des fluides, thermodynamique et/ou énergétique.

Vous avez un intérêt pour la recherche et pour le secteur de l'énergie.

Le CEA est un acteur engagé dans l'accueil, l'insertion et le maintien dans l'emploi des personnes en situation de handicap. Ainsi, si vous le souhaitez, vous pouvez également joindre tous documents justifiants de votre situation de handicap (RQTH, carte mobilité inclusion, pension d'invalidité, etc).

Site

Cadarache

Localisation du poste

France, Provence-Côte d'Azur, Bouches du Rhône (13)

Ville

Saint-Paul-Lez-Durance

Critères candidat
Diplôme préparé

Bac+5 - Diplôme École d'ingénieurs

Formation recommandée

Cursus généraliste ou spécialisé en mécanique des fluides/énergétique

Possibilité de poursuite en thèse

Non

Disponibilité du poste

04/03/2024

---