8 janv. 2020

Proposition de stage de M2 : Simulations gaz-liquide multi-échelles des écoulements dans les centrales solaires à concentration reposant sur la génération directe de vapeur


A partir de Février/Mars 2020

Dans le contexte énergétique actuel, le développement et l’optimisation des procédés de conversion des énergies renouvelables suscite de plus en plus d’attention. Les technologies solaires concentrés (CSP) s’inscrivent dans ces procédés propres de génération d’énergie. Cette technique consiste à concentrer les rayons du soleil à l’aide de miroir (héliostats) sur un récepteur, pour créer de la chaleur. Celle-ci est transférée vers un échangeur de chaleur où de la vapeur est produite pour entraîner une turbine et générer de l’électricité.

Une des technologies se développant actuellement consiste à générer directement de la vapeur (GDV) dans le récepteur. Ceci permet de ne plus utiliser de fluide caloporteur (HTF, souvent onéreux), de réduire le nombre d’échangeurs de chaleur et potentiellement d’élever le rendement de la centrale. Une centrale pilote utilisant cette technologie vient ainsi d’ouvrir en Cerdagne (centrale eLLO portée par la société SUNCNIM).

Dans le récepteur, les transferts thermiques convectifs fluide/paroi entraînent l’évaporation du liquide et la création d’un écoulement diphasique dont la fraction volumique varie grandement en fonction de la position dans le tube récepteur. Une prédiction fiable du régime d’écoulement diphasique mis en jeu est d’une importance capitale pour deux raisons : (i) prévoir la quantité de vapeur produite et donc la production de la centrale, (ii) prédire les contraintes thermiques imposées aux matériaux du tube.

Objectifs : Ce stage aura pour objectif d’explorer les possibilités du logiciel NEPTUNE_CFD pour modéliser les écoulements dans les centrales GDV. Celui-ci a été développé pour modéliser les écoulements bouillants intervenants dans le génie nucléaire. Ce code numérique, utilisant la méthode des volumes finis, est une extension à n phases du modèle à deux fluides initialement développée pour les écoulements dispersés. Durant les dix dernières années, de nouveaux modèles ont été introduits dans cet outil pour modéliser les écoulements gaz-liquides complexes (stratifiés, poches-bouchons, multi-échelles). Ceux-ci doivent permettre de modéliser fidèlement les écoulements en présence dans les récepteurs GDV. Le stagiaire aura pour objectifs :

Profil du candidat : Niveau master 2 ou 5ème année d’école d’ingénieur. Le candidat devra avoir des compétences en mécanique des fluides ainsi qu’une appétence pour l’informatique et la modélisation. Une habileté avec linux et un langage de programmation (C/C++, Python) sera appréciée.

Lieu : Laboratoire PROMES – Site de Perpignan – Équipe TRECS

Rémunération : Gratification forfaitaire en vigueur (~570 euros/mois)

Candidature : Les lettres de candidature devront être accompagnées d’un CV et adressées à samuel.merarobaseuniv-perp.fr (04 68 68 22 38) et adrien.toutantarobaseuniv-perp.fr