SERVICE DE SIMULATION EN THERMOHYDRAULIQUE

- Grenoble Commissariat à l'energie Atomique SERVICE DE SIMULATION EN THERMOHYDRAULIQUE STAGES PROPOSES EN 2010 SUJET LABO. Responsable Tél. et E-mail Simulation de la thermohydraulique d'un bain de verre fondu (Ce stage aura lieu sur le site du CEA de Cadarache) Michel BELLIARD 04 42 25 23 17 michel.belliard@cea.fr Niveau : 3 ème année d école d ingénieurs ou équivalent Durée du stage :5-6 mois Mise en œuvre d une technique de "zoom" pour les simulations stationnaires ou instationnaires d'écoulements dans les réacteurs nucléaires Niveau : 3 ème année d école d ingénieurs Durée du stage : 4 à 6 mois Olivier CIONI 04 38 78 33 23 olivier.cioni@cea.fr Simulation d une expérience de référence en lien avec la problématique de l entrainement de gaz dans un réacteur à neutrons rapides refroidi au sodium Niveau : 3 ème année d école d ingénieurs Durée du stage : 4 à 6 mois Clarisse FOURNIER 04 38 78 39 75 clarisse.fournier@cea.fr Modélisation de la coalescence et de la fragmentation en colonne à bulles Niveau : Master 2 ou 3 ème année d école d ingénieurs (Poursuite envisageable en thèse de doctorat) Durée du stage : 5-6 mois Olivier LEBAIGUE 04 38 78 36 70 olivier.lebaigue@cea.fr Modélisation 3D simplifiée du couplage hydrodynamique-chimie dans l étape de gazéification de la biomasse en grains torréfiés Niveau : Master 2 ou 3 ème année d école d ingénieurs (extension envisageable en DRT) Durée du stage : 4 à 6 mois Olivier LEBAIGUE 04 38 78 36 70 olivier.lebaigue@cea.fr Modélisation numérique de deux cinétiques chimiques compétitives dans un écoulement monophasique turbulent Niveau : Master 2 ou 3 ème année d école d ingénieurs (extension envisageable en thèse de doctorat) Durée du stage : 4 à 6 mois Olivier LEBAIGUE 04 38 78 36 70 olivier.lebaigue@cea.fr CEA-Grenoble - 17, rue des Martyrs - F - 38054 GRENOBLE Cedex 9 FAX : 04 38 78 57 28 - E-mail : bernard.faydide@.cea.fr 1/15

- Grenoble Commissariat à l'energie Atomique SUJET LABO. Responsable Tél. et E-mail Modélisation physique et numérique des mécanismes fondamentaux de l'ébullition en paroi Niveau : 3 ème année d école d ingénieurs Durée du stage : 5 à 6 mois Benoît MATHIEU 04 42 25 43 27 benoit.mathieu@cea.fr Simulation des écoulements double-phase en faisceau à l échelle locale : application aux essais Maxi (Ce stage aura lieu sur le site du CEA de Cadarache) Delphine SOUSSAN 04 42 25 26 50 Delphine.soussan@cea.fr Niveau : 3 ème année d école d ingénieurs ou équivalent Durée du stage : 4 à 6 mois Etudes avec le code CATHARE 2 pour des applications liées aux réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium Niveau : 2 ou 3 ème année d école d ingénieurs Durée du stage : 4 à 6 mois LDAS Pascal BAZIN 04 38 78 46 83 pascal.bazin@cea.fr Etude de sûreté du réacteur expérimental ALLEGRO à l aide du logiciel CATHARE Niveau : 3 ème année d école d ingénieurs Durée du stage : 6 mois LDAS Nicolas TAUVERON 04 38 78 61 51 nicolas.tauveron@cea.fr Développement et évaluation d algorithmes de placements d objets graphiques 2D pour l IHM GUITHARE du code CATHARE Niveau : 3 ème année d école d ingénieurs Durée du stage : 4 à 7 mois LDLD Pascal BOUDIER 04 38 78 56 50 pascal.boudier@cea.fr Etude des transferts de chaleur turbulents à une interface libre/poreux Niveau : 3 ème année d école d ingénieurs Durée du stage : 5 à 6 mois LDLD Marion CHANDESRIS 04 38 78 43 36 marion.chandesris@cea.fr Calcul et interprétation d une expérience eau-vapeur représentant un choc froid dans un Réacteur à Eau Pressurisé (REP). Niveau : 3 ème année d école d ingénieurs, Master 2 Informatique Durée du stage : 6 mois LDLD Pierre COSTE 04 38 78 53 63 pierre.coste@cea.fr CEA-Grenoble - 17, rue des Martyrs - F - 38054 GRENOBLE Cedex 9 FAX : 04 38 78 57 28 - E-mail : bernard.faydide@.cea.fr 2/15

Nom de l ingénieur responsable : M. Belliard Tél. : 04 42 25 23 17 E-mail : Michel.belliard@cea.fr Fax : 04 42 25 42 52 Secrétariat : E. Rodriguez Tél. : 04 38 78 35 92 Nom du chef de laboratoire : F. Ducros Tél. : 04 38 78 52 28 (Ce stage aura lieu sur le site du CEA de Cadarache) Simulation de la thermohydraulique d'un bain de verre fondu Ce stage, de type R et D, s'inscrit dans le cadre de la simulation numérique d'un bain de verre fondu et de résidu calciné de combustible en creuset froid intervenant dans le procédé de retraitement du combustible nucléaire. Ce procédé permet de retenir les produits de fissions à vie longue, après calcination, dans une matrice de verre en vue du stockage. La simulation numérique comprend la description de l'écoulement de la pâte de verre de forte viscosité, chauffée par induction électromagnétique, refroidie activement à la paroi (croûte solide), et brassée par un mélangeur, ainsi que par 'bullage'. Dans ce stage, seule la simulation thermohydraulique est abordée. On utilise le code de calcul Trio_U (http://www-trio-u.cea.fr), développé dans le laboratoire d accueil. Il permet, en particulier, de discrétiser les équations de bilan en Volumes Différences Finies sur un maillage structuré. On met en œuvre une méthode de frontière immergée pour décrire le creuset et le mélangeur. L'objectif du stage concerne le développement des deux aspects suivants pour la simulation de la thermique: On désire implémenter une condition mixte d'échange thermique, au bord de la frontière immergée, permettant d'imposer une température, un flux ou une condition d'échange au bord. Les variations de la viscosité et de la conductivité thermique du fluide peuvent varier d'un facteur 10 8 (solidification). Cela rend plus difficile la résolution numérique du problème (en particulier, matrices mal conditionnées). On s'attachera à tester diverses stratégies pour résoudre ce problème : traitement de la transition solide-liquide, en paroi du bain, par une fonction de coupure portant sur la résolution de l'équation de quantité de mouvement ou frontière immergée mobile en fonction des paramètres physiques du bain (densité ou viscosité par exemple). EE : Mécaniques des fluides Analyse numérique - Thermohydraulique Modélisation- Logiciels : TRIO_U Formation souhaitée (niveau) : 3 ème année d école d ingénieurs ou équivalent Durée du stage : 5 à 6 mois

Nom de l ingénieur responsable : Olivier Cioni Tél. : 04 38 78 33 23 E-mail : olivier.cioni@cea.fr, frederic.ducros@cea.fr Fax : 04 38 78 51 95 Secrétariat : Isabelle Sert Tél. : 04 38 78 30 54 Nom du chef de laboratoire : Frédéric Ducros Tél. : 04 38 78 52 28 Mise en œuvre d une technique de "zoom" pour les simulations stationnaires ou instationnaires d'écoulements dans les réacteurs nucléaires Dans le cadre des études par simulation numérique en thermohydraulique des réacteurs innovants à neutrons rapides, on cherche à avoir la possibilité de coupler des domaines de résolutions différentes en vue d obtenir localement des solutions plus précises en temps et en espace. Dans cet objectif, des premiers travaux ont abouti à la mise au point d'une procédure de «zoom» permettant localement dans une sous zone du domaine de calcul de passer d une modélisation de type RANS (respectivement LES) (résolution du champ moyen de la vitesse) sur un maillage grossier à une modélisation plus fine de même type sur un maillage plus fin. Cette approche a été implémentée dans le code Trio_U (http://www-trio-u.cea.fr) et sa validation est en cours. L objectif du stage proposé est de poursuivre la validation de ces techniques de zoom en considérant plusieurs cas tests modélisant des situations diverses d intérêt : - régime stationnaire ou instationnaire - application du zoom au cœur d un écoulement - ou bien application du zoom en proche paroi pour augmenter la précision dans la prédiction des fluctuations en proche paroi). Ces cas permettront également de valider l architecture avancée de couplage de codes parallèles, qui repose sur une interface commune aux codes couplés et sur un coupleur et des interpolateurs parallèles. Suite à ces premiers tests, des applications aux cas «réacteurs» seront traités par le stagiaire pour montrer la faisabilité en conditions réelles de la technique et son apport. Les principales configurations à traiter seront : - une configuration de mélanges de jets de température différente, mimant ainsi le comportement du caloporteur en sortie de cœur de réacteur - une configuration d impact de jets en paroi, mimant l impact du caloporteur sur les structures situées au dessus de la sortie du cœur. EE : Mécanique des fluides Turbulence Méthodes numériques Logiciels : TRIO_U Formation souhaitée (niveau) : 3 ème année d école d ingénieurs Durée du stage : 5 à 6 mois

Nom de l ingénieur responsable : Clarisse Fournier Tél. : 04 38 78 39 75 E-mail : clarisse.fournier@cea.fr, frederic.ducros@cea.fr Fax : 04 38 78 51 95 Secrétariat : Isabelle Sert Tél. : 04 38 78 30 54 Nom du chef de laboratoire : F. Ducros Tél. : 04 38 78 52 28 Simulation d une expérience de référence en lien avec la problématique de l entrainement de gaz dans un réacteur à neutrons rapides refroidi au sodium Dans les études de concepts innovants de Réacteurs à Neutrons Rapides refroidis au sodium (RNR-Na), il faut considérer les questions d entrainement de gaz dans le circuit primaire, à partir de la surface libre de sodium. Les enjeux des études sur cette question concernent les effets liés à la compacité accrue des nouveaux design de réacteurs, rendant la surface libre plus agitée. Une des voies d investigation de ce phénomène repose sur sa modélisation numérique. Les outils adaptés à de telles études (http://www-triou.cea.fr) sont maintenant à un stade de maturité permettant de simuler des écoulements à bulles ou présentant une surface libre avec une résolution assez fine. La validation de ces outils est en cours. On vise notamment à la reproduction de l écoulement diphasique turbulent caractéristique de ces phénomènes, tel qu il peut être analysé ou issu d une maquette analytique représentative. L objectif du stage est d appliquer le code du CEA Trio_U à la simulation fine d une maquette de référence qui génère la déformation d une surface libre allant jusqu'à la création d un vortex instable et éventuellement à l entrainement de gaz. Le calcul nécessitera l utilisation d un supercalculateur et donnera lieu à une comparaison numérique/expérience validant les modèles. Une comparaison des éléments de la simulation à des modèles analytiques simplifiés (Burgers) sera envisageable. EE : Mécanique des fluides Turbulence Méthodes numériques Logiciels : TRIO_U Formation souhaitée (niveau) : 3 ème année d école d ingénieurs Durée du stage : 5 à 6 mois

Centre : CEA Grenoble Pôle ou Direction : DEN Nom de l ingénieur responsable : Olivier LEBAIGUE Tél. : 04 38 78 36 70 E-mail : olivier.lebaigue@cea.fr Fax : 04 38 78 51 95 Secrétariat : Isabelle SERT Tél. : 04 38 78 30 54 Nom du chef de laboratoire : Frédéric DUCROS Tél. : 04 38 78 52 28 Modélisation de la coalescence et de la fragmentation en colonne à bulles Dans l industrie nucléaire, la modélisation des écoulements diphasiques est importante pour l étude de la sûreté des réacteurs nucléaires en situation incidentelle. Du fait de la complexité des écoulements diphasiques, la détermination des relations de fermeture des modèles moyennés, seuls à même de mener des études industrielles, est difficile. L augmentation constante des capacités des ordinateurs permet le développement de nouvelles voies de développement pour améliorer ces modèles. L échelle la plus fine à laquelle les écoulements diphasiques peuvent être simulés numériquement est l échelle de quelques milliers de bulles, où chaque bulle est décrite individuellement. Les informations détaillées obtenues à cette échelle permettront d améliorer la connaissance des écoulements et ainsi d améliorer les modèles industriels. Dans ce contexte, l étude des écoulements à bulles est particulièrement intéressante. Le travail proposé se place dans une approche originale basée sur un analogue de la Simulation des Grandes Échelles (LES), développé dans notre équipe au : l approche ISS, permettant de ne résoudre que les plus grandes échelles de l écoulement et des interfaces, et de modéliser les plus petites. Plus spécifiquement, le travail consistera à créer un modèle physique puis numérique permettant de décrire correctement les événements de coalescence et de fragmentation qui interviennent dès que les écoulements à bulles ne sont plus dilués. La littérature disponible propose un certain nombre de pistes issues d expérimentations en fluides réels pour développer des modèles physico-numériques acceptables. Mécanique des fluides ; goût pour la modélisation physique et la simulation numérique Logiciels : Trio_U (code de CFD développé dans le laboratoire d accueil, voir http://www-trio-u.cea.fr) Formation souhaitée (niveau) : Master 2 ou 3 ème année d Ecole d ingénieur Durée du stage : Stage de 4 à 6 mois, Poursuite envisageable en thèse de doctorat (sujet disponible pour 2010-2013) Accès Sensible Garantie de Sécurité Confidentiel Défense Secret Défense

Centre : CEA Grenoble Pôle ou Direction : DEN Nom de l ingénieur responsable : Olivier LEBAIGUE Tél. : 04 38 78 36 70 E-mail : olivier.lebaigue@cea.fr Fax : 04 38 78 51 95 Secrétariat : Isabelle SERT Tél. : 04 38 78 30 54 Nom du chef de laboratoire : Frédéric DUCROS Tél. : 04 38 78 52 28 Modélisation 3D simplifiée du couplage hydrodynamique-chimie dans l étape de gazéification de la biomasse en grains torréfiés Depuis quelques années, le CEA a lancé un programme de recherche sur la transformation de la biomasse ligno-cellulosique en biocarburant par voix thermochimique. L étape clef de ce procédé est la gazéification : elle consiste à injecter de la biomasse dans un réacteur à haute température (à partir de 800 C) dans une atmosphère chargée en vapeur d eau. Le gaz ainsi produit, fortement chargé en CO et H 2, peut être alors introduit dans un réacteur de synthèse de carburant liquide (diesel Fischer-Tropsch). Dans le cadre de ces études, notre laboratoire travaille à l adaptation du logiciel Trio_U pour réaliser la simulation numérique 3D de la gazéification de particules de bois dans un écoulement gazeux. Le modèle prend en compte les aspects thermiques et chimiques présents dans le réacteur, tels que les réactions en phases hétérogènes (solide-gaz : pyrolyse, oxydation du résidu) et en phase homogène (évolution de la composition du gaz porteur). Les simulations 3D instationnaires fournissent des informations sur la nature des recirculations au sein du réacteur, des estimations des champs de vitesse, de températures, de concentrations, des temps de séjour des gaz dans le réacteur Le travail proposé consistera à compléter la première version opérationnelle du modèle d ensemble du réacteur en remplaçant les modélisations les plus simplifiées par de nouvelles plus proches du comportement physicochimique réel. Il s agit notamment de tenir compte du glissement entre grains de biomasse et gaz réactifs turbulent sous l effet de la gravité et d inclure les échanges thermiques associés à une différence de température entre les grains et le mélange gazeux environnant. Une extension du nombre de réactions chimiques modélisées sera ensuite envisagée. Mécanique des fluides ; goût pour la modélisation physique et la simulation numérique Logiciels : Trio_U (code de CFD développé dans le laboratoire d accueil, voir http://www-trio-u.cea.fr) Formation souhaitée (niveau) : Master 2 ou 3 ème année d Ecole d ingénieurs Durée du stage : Stage de 4 à 6 mois, extension envisageable en DRT ou année de césure Accès Sensible Garantie de Sécurité Confidentiel Défense Secret Défense

Centre : CEA Grenoble Pôle ou Direction : DEN Nom de l ingénieur responsable : Olivier LEBAIGUE Tél. : 04 38 78 36 70 E-mail : olivier.lebaigue@cea.fr Fax : 04 38 78 51 95 Secrétariat : Isabelle SERT Tél. : 04 38 78 30 54 Nom du chef de laboratoire : Frédéric DUCROS Tél. : 04 38 78 52 28 Modélisation numérique de deux cinétiques chimiques compétitives dans un écoulement monophasique turbulent De très nombreux écoulements présents en génie des procédés chimiques sont turbulents et favorisent ainsi mélange et réactions. Dans un procédé chimique, le résultat d une réaction infiniment rapide de type A+B C dépend du mélange des deux réactifs à l échelle moléculaire. C est ce que l on appelle le micromélange. Pour simuler numériquement une telle réaction, il faut prendre en compte ce micro-mélange. Une façon d'avoir des informations sur les plus petites échelles serait d'utiliser la Simulation Numérique Direct (SND), mais cette approche est impossible à mettre en œuvre dans le cas d'écoulements industriels pour lesquels la sous-résolution doit être compensée par un modèle de micro-mélange. Dans la littérature, les modèles utilisés sont de type RANS (moyenne statistique voire temporelle) souvent couplés à des fonctions de densité de probabilité (PDF), ce qui est coûteux en temps de calcul. Le travail proposé se place dans une approche plus originale basée sur la Simulation des Grandes Échelles (LES). Une famille de modèles a été développée dans notre équipe au. Le travail consiste à reproduire numériquement une expérience (bien documentée) de T de mélange basée sur deux réactions compétitives (iodure/iodate) en utilisant le logiciel Trio_U afin de comparer et de valider ces différents modèles de micro-mélange sur un cas-test jugé très sélectif par les spécialistes du génie chimique. Mécanique des fluides ; goût pour la modélisation physique et la simulation numérique Logiciels : Trio_U (code de CFD développé dans le laboratoire d accueil, voir http://www-trio-u.cea.fr) Formation souhaitée (niveau) : Master 2 ou 3 ème année d Ecole d ingénieur Durée du stage : Stage de 4 à 6 mois, poursuite éventuellement envisageable en thèse de doctorat ou DRT sur un sujet connexe pour le Master2 ou PFE Accès Sensible Garantie de Sécurité Confidentiel Défense Secret Défense

Nom de l ingénieur responsable : Benoit MATHIEU Tél. : 04 38 78 43 27 E-mail : benoit.mathieu@cea.fr Fax : 04 38 78 51 95 Secrétariat : Isabelle SERT Tél. : 04 38 78 30 54 Nom du chef de laboratoire : F. DUCROS Tél. : 04 38 78 52 28 Modélisation physique et numérique des mécanismes fondamentaux de l'ébullition en paroi Dans le cadre d'études de sureté, le CEA est conduit à étudier des situations incidentelles et accidentelles qui peuvent toucher le coeur des réacteurs nucléaires de production d'énergie ou de recherche. Certains scénarios conduisent à l'apparition d'un régime d'ébullition nucléée du liquide caloporteur dans le coeur, puis, parfois, à une transition brutale et destructive vers un régime d'ébullition en film (cette transition est appelée crise d'ébullition). Les conditions physiques qui conduisent à cette transition sont méconnues et font actuellement l'objet d'un projet de recherche de l'anr en collaboration avec divers laboratoires. Ce stage a pour but de contribuer à l'analyse de certains mécanismes qui pourraient intervenir dans la crise d'ébullition, en particulier liés des instabilités très locales de l'ébullition près des parois. Le stagiaire sera conduit à réaliser des simulations de l'ébullition avec le code Trio_U dans le but de déterminer les conditions dans lesquelles la croissance des bulles peut devenir instable. Il sera amené aussi à manipuler des modèles analytiques ou numériques simpifiés afin de préparer les simulations et de vérifier les résultats. EE : Mécanique des fluides Ecoulements diphasiques Changement de phase - Méthodes numériques Logiciels : TRIO_U Formation souhaitée (niveau) : 3 ème année d école d ingénieurs Durée du stage : 5 à 6 mois

Nom de l ingénieur responsable : Delphine SOUSSAN Tél. : 04 42 25 26 50 E-mail : Delphine.soussan@cea.fr Fax : 04 42 25 42 52 Secrétariat : Evelyne RODRIGUEZ Tél. : 04 38 78 35 92 Nom du chef de laboratoire : Frédéric DUCROS Tél. : 04 38 78 52 28 (Ce stage aura lieu sur le site du CEA de Cadarache) Simulation des écoulements double-phase en faisceau à l échelle locale : application aux essais Maxi Les générateurs de vapeur (GV) équipant les réacteurs nucléaires figurent parmi les composants principaux des centrales: ils assurent une barrière de confinement du fluide primaire radioactif et fournissent (par transfert de chaleur du fluide primaire au fluide secondaire) de la vapeur sèche aux turbo-alternateurs. Ils sont le siège d écoulement turbulents double-phase (liquide-vapeur) se développant dans des géométries extrêmement complexes et pour des régimes variés qu'il est nécessaire de bien connaître pour maîtriser le bon fonctionnement et l'intégrité des structures de ce composant. Disposant de peu de mesures sur sites, on recourt à des études expérimentales sur des maquettes en laboratoire pour améliorer les modèles physiques et fournir des données de validation aux codes. Dans ce cadre, on propose de simuler avec le logiciel Neptune_CFD les essais Maxi dévolus aux écoulements diphasiques ascendants à travers un faisceau de tubes obliques. Les essais sont adiabatiques, on s'intéresse aux aspects hydrauliques de l'écoulement et plus particulièrement au frottement interfacial qui structure l'écoulement. L'étude comporte plusieurs phases: conception du maillage de calcul à l'aide du logiciel Salomé (familiarisation avec l'interface graphique puis réalisation de scripts en python) étude et compréhension des modèles de transfert interfacial de quantité de mouvement (domaine de validité, étude biblio) simulation de quelques essais et comparaison aux mesures expérimentales, influence de la taille des inclusions gazeuses sur l'écoulement étude du déséquilibre cinématique (écart de vitesse entre les phases) sur la configuration étudiée: exploitation des résultats en vue du passage à l'échelle poreuse (les résultats du calcul «fin», i.e local, sont moyennés spatialement) et comparaison aux prédictions du modèle de Drift étendu au 3D. L'étude concluera sur la proposition d'un programme expérimental visant à étendre le domaine de validité des outils actuels de simulation des écoulements dans les GV. EE : Mécaniques des fluides Thermohydraulique Modélisation- Langages :: Fortran, Python Logiciels : Neptune_CFD, Salome Formation souhaitée (niveau) : 3ème année d école d ingénieurs ou équivalent Durée du stage : 4 à 6 mois

Dépt/Service/Labo : DER/SSTH/LDAS Nom de l ingénieur responsable : Pascal Bazin Tél. : 04 38 78 46 83 E-mail : pascal.bazin@cea.fr Fax : 04 38 78 94 53 Secrétariat : Joëlle Mailland Tél. : 04 38 78 35 93 Nom du chef de laboratoire : Martine Farvacque Tél. : 04 38 78 50 43 Sujet de stage : Etudes avec le code CATHARE 2 pour des applications liées aux réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium Le code de calcul CATHARE 2, initialement développé pour le calcul de la thermohydraulique accidentelle des réacteurs à eau pressurisée, a été adapté aux réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium (RNRNA). Les résultats de calculs CATHARE ont été comparés à des résultats d autres codes de calcul (OASIS, SUPERCOPD) ou à des résultats expérimentaux, sur différents réacteurs à neutrons rapides : SMFR, PHENIX, SPX1, MONJU, Ce travail de validation du code mené depuis 2006 a ainsi permis de conclure à la fonctionnalité de CATHARE pour calculer des réacteurs de type RNRNA. Depuis 2008 le code est utilisé pour des calculs de sûreté des nouveaux concepts de réacteurs. Le sujet du stage proposé en 2010 consiste en la participation aux études en cours au CEA : celles-ci porteront sur de la validation du code sur la base d expériences dédiées à l étude des problèmes de vidange/ébullition dans les assemblages. Mécanique des fluides, thermohydraulique Langages :: FORTRAN Logiciels : CATHARE (logiciel diphasique) Données expérimentales (expérience GR19,...) Formation souhaitée (niveau) : 2 ou 3 année école d ingénieurs Durée du stage : 4 à 6 mois

Dépt/Service/Labo : DER/SSTH/LDAS Nom de l ingénieur responsable : Nicolas TAUVERON Tél. : 04 38 78 61 51 E-mail : Nicolas.tauveron@cea.fr Fax : 04 38 78 94 53 Secrétariat : Joëlle Mailland Tél. : 04 38 78 35 93 Nom du chef de laboratoire : Martine Farvacque Tél. : 04 38 78 50 43 Etude de sûreté du réacteur expérimental ALLEGRO à l aide du logiciel CATHARE Le Réacteur d Etudes et de Développements Technologiques (REDT/ALLEGRO) constituera un réacteur de démonstration en appui des travaux de recherche et de développement menés sur la filière des Réacteurs à Neutrons Rapides à caloporteur Gaz (RNR-G). ALLEGRO permettra entre autre d étudier des assemblages à aiguilles et des assemblages à plaques, représentatifs des futurs combustibles des RNR-G. Ce stage se déroule dans le cadre d un projet européen GOFASTR. Il s agit de conduire des études de sûreté (par exemple, scénario de perte de réfrigérant avec étude de sensibilité sur un certain nombre de composants du circuit). Le stagiaire devra prendre en main la modélisation du circuit thermohydraulique d ALLEGRO. Pour ce travail le code de calcul utilisé est le code de sûreté de référence CATHARE qui est un outil d analyse de fonctionnement pouvant traiter des régimes permanents, des transitoires de fonctionnement (démarrages, arrêt) et accidentel. Il s agit donc de réaliser des calculs pour simuler divers scénarios accidentels et pour aider à optimiser les circuits et le contrôle commande de ce réacteur expérimental. Le stagiaire rejoindra une équipe constituée de 3 personnes du service de thermohydraulique (SSTH). Cette étude se fera en collaboration avec le service d études des systèmes innovants (SESI) qui est à la base de la conception d ALLEGRO Langages :: Logiciels : CATHARE Formation souhaitée (niveau) : 3 ème année Ecole d ingénieur Durée du stage : 6 mois Accès sensible :CATHARE correspond au minimum requis pour tous stagiaires

Dépt/Service/Labo : DER/SSTH/LDLD Nom de l ingénieur responsable : P. BOUDIER Tél. : 04 38 78 56 50 E-mail : pascal.boudier@cea.fr Fax : 04 38 78 94 53 Secrétariat : Joelle Mailland Tél. : 04 38 78 35 93 Nom du chef de laboratoire : Philippe EMONOT Tél. : 04 38 78 55 40 Développement et évaluation d algorithmes de placements d objets graphiques 2D pour l IHM GUITHARE du code CATHARE Le but du stage est de fournir et d évaluer différents algorithmes graphiques de placement 2D d objets représentants des modules de calcul CATHARE visualisés dans GUITHARE (fig1 et fig2): algorithmes de placement à construire Fig1 : vue 2D enchevêtrée Fig2 : vue 2D améliorée Le stage sera géré en plusieurs temps et structuré comme un mini projet : 1/ recueil des besoins utilisateurs de GUITHARE sur le placement 2D 2 synthèse des besoins et définition/organisation du travail de stage 3/ développement d un outil IHM simple pour simuler le placement 2D 4/ développement et optimisation d algorithmes de placements 2D 5/ restitution aux développeurs et aux utilisateurs de GUITHARE En données d entrée, l algorithme à définir utilisera : la surface graphique de chaque objet, le positionnement des ports de connexions de chaque objet, l élévation relative de chaque objet, toute autre donnée jugée utile. On se limitera à des applications 1D/0D avec parois de CATHARE dans GUITHARE (donc hors visualisation d objets 3D). En contraintes de sortie, on demandera à l algorithme de : faciliter la visualisation des maillages/résultats, détecter et isoler les boucles d objets, de respecter localement les élévations des objets, d éviter des croisements des lignes de connexions entre objets, de prendre en compte les options de visu multiples de GUITHARE ( texte, gadgets, isoscale, mirror, zoom). Certains algorithmes produits durant le stage sont destinés à être ensuite introduits dans l IHM industrielle GUITHARE. IHM, mathématiques, algorithmique, graphes Langages :: IHM à développer Logiciels : GUITHARE, CATHARE Formation souhaitée (niveau) : Ecole ingénieur 3è année, Master 2 iinformatique Durée du stage : 6 mois, possibilité binôme Niveau d habilitation requis Accès Sensible Garantie de Sécurité Confidentiel Défense Secret Défense

Dépt/Service/Labo : DER/SSTH/LDLD Nom de l ingénieur responsable : Marion Chandesris Tél. : 04 38 78 43 36 E-mail : marion.chandesris@cea.fr Fax : 04 38 78 94 53 Secrétariat : J. Mailland Tél. : 04 38 78 35 93 Nom du chef de laboratoire : Philippe Emonot Tél. : 04 38 78 55 40 Etude des transferts de chaleur turbulents à une interface libre/poreux Dans le cadre du développement de méthodes de couplage entre des modèles fins et des modèles moyennés de thermohydraulique, le laboratoire réalise des simulations fines de référence en vue de renseigner les modèles moyennés à vocation industrielle. Dans le cadre du stage, on s intéresse à l étude du développement de couches limites thermiques turbulentes au dessus d un milieu poreux (constitué d un réseau de cubes chauffants). Plusieurs simulations numériques directes d écoulement turbulent au dessus de cubes ont été réalisées avec le code de calcul TRIO_U développé dans le laboratoire d accueil (http://www-trio-u.cea.fr). Afin de renseigner des modèles de thermohydraulique à des échelles plus grandes, les résultats de cette simulation doivent être «moyennés» en utilisant une méthode de prise de moyenne volumique. Dans le cadre du stage, il s agira (i) de moyenner ces résultats, l outil de post-traitement ayant déjà été mis en place, puis (ii) de comparer ces résultats de référence, à des résultats obtenus avec des modèles moyennés. On étudiera en particulier les transferts de chaleur turbulent dans la zone de transition libre/poreux et l aptitude du modèle moyenné à capturer ces transferts en fonction des conditions de saut appliquées. EE : Mécaniques des fluides Thermohydraulique Thermique - Turbulence Logiciels : TRIO_U Formation souhaitée (niveau) : 3 ème année d école d ingénieurs Durée du stage : 5 à 6 mois

Dépt/Service/Labo : DER/SSTH/LDLD Nom de l ingénieur responsable : Pierre COSTE Tél. : 04 38 78 53 63 E-mail : pierre.coste@cea.fr Fax : 04 38 78 51 95 Secrétariat : Joelle MAILLAND Tél. : 04 38 78 35 93 Nom du chef de laboratoire : Philippe EMONOT Tél. : 04 38 78 55 40 Sujet de stage : Calcul et interprétation d une expérience eau-vapeur représentant un choc froid dans un Réacteur à Eau Pressurisé (REP). Le stage prend part aux études de sureté des Réacteurs à Eau Pressurisé (REP). Lors de certaines situations accidentelles postulées, des contraintes mécaniques sur la cuve du réacteur sont dues à une brusque chute de température locale des parois, provoquée par les injections de secours qui envoient de l eau froide dans le système pressurisé encore à haute température. Le problème s amplifiant avec l âge de la cuve, il est lié à la durée de vie des réacteurs, enjeu industriel et économique majeur. Pour le thermohydraulicien, il s agit d évaluer ces variations de température le plus précisément possible. Les phénomènes physiques étudiés sont ceux provoqués par l injection d eau froide dans une conduite balayée par de la vapeur: turbulence, écoulement stratifié, vagues, condensation. Ces situations sont analysées avec un outil de simulation 3D des écoulements diphasiques, NEPTUNE_CFD. Une expérience, appelée TOPFLOW-PTS, dédiée au choc froid, est en cours de réalisation à Dresde (Allemagne). Le stagiaire participera à la validation de NEPTUNE_CFD et à l interprétation des résultats de cette expérience en réalisant des calculs NEPTUNE_CFD de TOPFLOW- PTS. Ce travail s intègre dans un projet auquel participent IRSN, AREVA et EDF et dans le projet européen NURISP. EE : Mécanique des fluides Turbulence Thermohydraulique Langages :: Fortran Logiciels : NEPTUNE_CFD Données expérimentales TOPFLOW-PTS Formation souhaitée (niveau) : 3 ème année d école d ingénieurs Durée du stage : 4 à 7 mois