Simulation numérique 3D de la corrosion sous l'effet d'un écoulement F/H (2026-183880)

Description de l'offre

Contexte industriel :
L'énergie nucléaire couvre 71% des besoins en électricité en France. La transition énergétique est engagée pour atteindre la neutralité carbone en 2050. Dans ce cadre, la France a engagé un programme de développement des centrales. La France est actuellement le premier pays exportateur d'Europe d'électricité avec un solde d'échanges régulièrement positif. Dans ce contexte de développement, de nombreuses actions de R&D sont entreprises par EDF R&D. EDF R&D développe des compétences pointues notamment en mécanique des fluides et capitalise ses connaissances dans des codes de simulations numériques 3D.
Ces outils numériques sont codéveloppées en interne et en partenariat avec les principaux acteurs du nucléaire français. Les simulations sont effectuées sur les supercalculateurs de EDF. L’ensemble des modèles physiques développés sont suffisamment génériques pour être appliqués à d’autres secteurs comme le transport, la sidérurgie ou le spatial.

Contexte du stage :
La corrosion-érosion se manifeste par une dégradation de l’acier provoquant alors une perte d’épaisseur de la tuyauterie pouvant aller jusqu’à la rupture des composants. La corrosion-érosion (CE) est de fait présente dans la majorité des processus industriels et constitue donc un sujet à très haut potentiel. Sa compréhension et sa modélisation sont un atout stratégique pour EDF R&D.
Sous l’action d’un écoulement d’eau sous conditionnement chimique secondaire, la corrosion de l’acier au carbone ou faiblement allié conduit à la formation à sa surface d’une fine couche d’oxyde. Il est intéressant de noter que les surfaces des composants affectés présentent un faciès typique selon le régime d’écoulement. Le travail de modélisation engagé depuis 2022 a permis d’implanter un modèle avancé pour la compréhension de la CE pour la CFD. Une autre thèse en cours continue d’affiner et de valider ces modèles, en les généralisant à des écoulements diphasiques. L’idée de base est un couplage entre la thermohydraulique et l’électrochimie.

Travail à réaliser durant le stage :
Un premier objectif du stage sera de simuler avec le code 3D CFD neptune_cfd une ou plusieurs expériences de sorte à évaluer les modèles implémentés dans le code. Un second objectif sera d’utiliser le code CFD pour générer une base de données qui servira à créer de nouvelles lois physiques destinées à être implantées dans un code de calcul fonctionnant à une échelle plus macroscopique. On pourra utiliser des outils de machine learning pour affiner l’utilisation des données CFD.

Tuteurs : Stéphane MIMOUNI, Théo LASSEUR