EDF, fournisseur d’électricité, exploite des réacteurs nucléaires et est en charge de leur productivité, de leur fiabilité et leur sureté. Le générateur de vapeur est un des composants principaux d’une centrale nucléaire, il fait le lien entre le circuit primaire et le circuit seconde en échangeant de la chaleur. Il permet de refroidir le circuit primaire et de vaporiser le circuit secondaire à travers un faisceau de tubes de taille relativement importante. Afin de mieux appréhender les phénomènes présents au sein du générateur de vapeur à échelle industrielle, EDF R&D s’intéresse à mieux caractériser et modéliser l’écoulement diphasique à l’aide d’expérience à échelle réduite et de simulation. En effet, l’écoulement induit des sollicitations mécaniques responsables de vibration et qui sont dépendantes du régime d’écoulement (bulles, poches, gouttes), des propriétés physiques du liquide et du gaz, mais aussi du type d’arrangement géométrique du faisceau tubulaire.

Le code neptune_cfd est développé et utilisé à la R&D de manière croissante sur différentes applications du groupe EDF pour simuler les écoulements multiphasiques. Pour le présent stage, le logiciel sera utilisé à des fins de validations et de compréhension physique des phénomènes pouvant intervenir au sein d’un faisceau tubulaire transverse. Pour ça le ou la stagiaire simulera des expériences de la littérature réaliser en eau/air et cherchera à valider un modèle numérique pour une utilisation prédictive dans une gamme de données d’entrée similaire. Une oscillation forcée d’un cylindre au sein du faisceau sous écoulement sera réalisée afin de remonter à la limite de stabilité de celui-ci par méthode indirecte. Ces travaux sont en lien avec le projet européen Go Viking (https://go-viking.eu/).

Pour les atteindre, le programme de travail proposé est le suivant :

1. Appropriation de la théorie des écoulements diphasiques, et de neptune_cfd

2. Analyse et validation sur des essais existants en faisceau de tubes fixes à pas triangulaire (Pettigrew et al 2005) et à pas carré (Spina et al 2023).

3. Prédiction de coefficient d’effort par oscillation forcée au sein d’un faisceau de tubes sous écoulement diphasique (Violette et al 2006).

4. Rédaction du mémoire

Ce stage s’adresse avant tout aux étudiants à la recherche d’un projet de fin d’étude orienté mécanique des fluides et interaction fluide-structure, doté d’un bon sens physique et désireux de travailler dans une unité de R&D ou d’ingénierie pour le secteur de l’énergie. Le candidat devra être à l’aise avec l’environnement unix, python, et avoir un bon niveau d’anglais. Ces travaux, d’une durée de 6 mois, se dérouleront dans les locaux d’EDF R&D à Chatou (78), au département MFEE (Mécanique des Fluides Energie et Environnement).

Contact: William Benguigui,