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MODELISATION MULTI-ECHELLES DES ECOULEMENTS DANS UN ECO-STOCK PERMETTANT LA DECARBONATION DES PROCEDES

Contractuel de droit public en CDD de 12 mois relevant des dispositions du Cadre de Gestion de l’Institut Mines Télécom.

Ce poste est destiné aux candidats ayant un diplôme de thèse en mécanique des fluides, thermique et génie des procédés. Le candidat doit disposer de :

  • Bases scientifiques solides en thermique et en mécaniques des fluides
  • D’une expérience en modélisation et simulation
  • D’une connaissance de l’environnement Linux et d’un langage de programmation (C, python, matlab…) serait un plus

Des qualités de synthèse, d’organisation et de communication sont également nécessaires pour mener à bien les missions de ce poste.

Etablissements : IMT Mines Albi
Durée : 12 mois (reconductible 6 mois)
Lieux de travail : École Nationale Supérieure des Mines d’Albi-Carmaux CES Mines Paris-PSL
Détail du contrat :

L’objectif du présent post-doc est de mettre en place un outil de modélisation multi-échelle de l’Eco-Stock en 3D et fonctionnant en régime transitoire.

Les travaux se dérouleront en deux temps et à deux échelles de modélisation. La modélisation à l’échelle système sera réalisée à l’aide du logiciel OpenFoam en 3D et visera à modéliser l’Eco-Stock® sous forme de milieux poreux équivalents en 3D avec l’introduction des phénomènes de condensation. Dans un premier temps, un travail 1D sera réalisé avec OpenFoam afin de valider l’approche et analyser sa robustesse. Dans un second temps, le passage en 3D sera réalisé. Cette partie sera encadrée principalement par les équipes du CES Mines Paris-PSL. Les travaux doivent aboutir sur un modèle 3D dynamique intégrant les propriétés homogénéisées et permettant de calculer en régime transitoire et en 3D les zones de condensation dans l’Eco-Stock®. Le calcul des propriétés homogénéisées équivalentes est un point essentiel de ce travail.

En amont de la modélisation 3D déterministe, le travail portera sur la détermination de grandeurs effectives (conductivité effective…). Le développement récent de la méthode de Monte Carlo permet une résolution fine de l’équation de la chaleur quelle que soit la complexité géométrique du modèle puisqu’il s’agit d’une méthode sans maillage. Le travail consistera à calculer ces grandeurs effectives avec le logiciel Stardis (https://www.meso-star.com/projects/stardis/stardis.html). Cette partie des travaux sera encadrée principalement par les équipes du laboratoire RAPSODEE.

Les trois partenaires seront impliqués sur la totalité du projet, l’objectif étant de mettre au point un outil original de modélisation du risque de condensation dans les Eco-Stock®.

Les travaux seront organisés sur 12 mois et viseront donc :

  • Une étude comparative des outils de simulation CFD adaptés (à priori Open Foam est présélectionné à ce stade).
  • Une prise en main des outils, une formulation du problème, une implémentation du modèle 1D et la validation avec un outil déjà disponible chez EcoTech Ceram.
  • Le calcul de la conductivité équivalente du lit de billes (considéré comme un poreux) pour le modèle CFD grâce à l’approche Monte Carlo.
  • Une implémentation dans le modèle CFD, un passage en 3D (rapide avec Open Foam) et une validation des résultats « purement thermiques » à partir des données expérimentales à disposition.

Une intégration des phénomènes d’évaporation/condensation et un ruissellement dans le modèle et une validation des résultats à l’aide des données.