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Univ. Paris-Saclay
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Proposition de thèse en physique de l'ébullition

Proposition de thèse en physique de l'ébullition

Titre du sujet de thèse : Etude expérimentale de l’ébullition : caractérisation des phénomènes en proche paroi et de la dynamique d’une bulle

Disponibilité du poste : 01/10/2018

Date limite de candidature : 15/06/2018

Financement CEA acquis

Thématique de Recherche : Sciences pour l'ingénieur / Energie, thermique, mécanique des fluides

Laboratoire d'accueil au CEA : CEA Saclay/DM2S/Service de Thermohydraulique et de Mécanique des Fluides (STMF)/Laboratoire d'Instrumentation et Expérimentation en mécanique des Fluides et Thermohydraulique (LIEFT)

Université de rattachement : Université Paris-Saclay, école doctorale 564 : «Physique en Île-de-France»

Page web du sujet au CEA

Directeur de thèse : Vadim Nikolayev

Service de Physique de l'Etat Condensé

Orme des Merisiers

CEA Saclay

91191 Gif sur Yvette Cedex

France

Tél : +33 1 69 08 94 88

Quelques articles scientifiques pertinents :

  • Janeček, V. & Nikolayev, V. S. Triggering the boiling crisis: a study of the dry spot spreading mechanism, Interfacial Phenomena and Heat Transfer, 2014 vol. 2 (4), 363 - 383. (Open access)
  • Nikolayev, V., Garrabos, Y., Lecoutre, C., Charignon, T., Hitz, D., Chatain, D., Guillaument, R., Marre, S. & Beysens, D. Boiling Crisis Dynamics: Low Gravity Experiments at High Pressure, Microgravity Sci. Technol., 2015 vol. 27 (4), 253 - 260.

Encadrant : Benjamin Cariteau

DEN/DM2S/STMF/LIEFT

CEA Saclay

91191 Gif sur Yvette Cedex

France

Tél : +33 1 69 08 24 71

Email :

Résumé

Dans le cadre des études de sûreté des réacteurs nucléaires, les transferts thermiques en régime d’ébullition interviennent très largement dans de nombreux scenarii. Le phénomène le plus dangereux est la crise d’ébullition. Il s’agit de la transition entre les régimes d’ébullition nucléée et l’ébullition en film, où la paroi chauffante est couverte entièrement par la vapeur. Contrairement à l’ébullition nucléée, ce deuxième régime se caractérise par un transfert de chaleur paroi-fluide très faible. Pour cette raison, si le chauffage n’est pas coupé instantanément, la crise d‘ébullition peut entrainer la fusion de la paroi et donc un accident majeur. Le nombre des études de la crise est très élevé. Pour la plupart il s’agit des travaux qui visent la validation des corrélations semi-empiriques de la valeur du flux critique de la transition avec des nombreux paramètres du système. Cependant, la rapidité de la transition et le nombre élevé de bulles de vapeur qui interagissent entre eux dans l’état avant la crise sont les raisons principales de la mauvaise compréhension de ses origines physiques. Ce projet constitue la suite d’une précédente thèse du STMF où la crise d’ébullition dans l’eau sous-refroidie impliquant une unique bulle a été obtenue. Il s’agit alors de mettre en œuvre des techniques récentes de visualisation et de mesure afin révéler les mécanismes de la crise d’ébullition. En particulier, l’étude se focalise sur les phénomènes qui interviennent sous la bulle durant la phase d’évaporation tels que la formation d’un micro film liquide et la dynamique de la ligne triple. Le doctorant sera basé au Service de Thermohydraulique et de Mécanique des Fluides (STMF) du CEA-Saclay. Il bénéficiera de l’expertise accumulée au Service de Physique de l’Etat Condensé (SPEC) du CEA-Saclay sur la théorie de la crise et les expériences à haute pression. Il travaillera en interaction forte avec un autre laboratoire du STMF où est développé la simulation numérique directe de ces phénomènes en utilisant le code de calcul Trio-CFD. A l’issu de la thèse, le doctorant maitrisera l’observation par des caméras rapides optique et infrarouge, les méthodes de traitement d’image automatisé, l’utilisation de lasers de puissance parmi d’autres méthodes. Il bénéficiera des infrastructures étendues de l’Université Paris-Saclay.

Critères pour candidat : Master 2/ ingénieur en énergétique, mécanique des fluides, thermique

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#115 - Mise à jour : 25/04/2018

 

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