Modélisation simplifiée de la calcination en tube tournant

CEA; Nîmes; Sur place; EUR 20 000 - 40 000; Plein temps

Résumé du poste

Une opportunité passionnante se présente pour un doctorant dans le domaine de la modélisation de procédé. Vous travaillerez sur un projet innovant visant à modéliser la calcination dans un tube tournant, essentiel pour le retraitement des combustibles usés. En intégrant des compétences en chimie, thermodynamique et mécanique des fluides, vous serez au cœur d'une équipe pluridisciplinaire avec plus de 30 ans d'expérience. Ce projet vous permettra non seulement de développer des modèles avancés mais aussi de contribuer à la formation des opérateurs, tout en évoluant dans un environnement reconnu au niveau national et international.

Qualifications

• Formation recommandée en chimie et modélisation de procédé.
• Compétences en thermodynamique et mécanique des fluides nécessaires.

Responsabilités

• Modéliser le processus de calcination pour améliorer le pilotage.
• Créer et coupler trois modèles : thermodynamique, écoulement, thermique.

Connaissances

Modélisation de procédé

Chimie

Thermodynamique

Mécanique des fluides

Formation

Doctorat en Chimie

Formation en Modélisation

Description du poste

Description du sujet de thèse

Domaine

Sciences pour l'ingénieur

Sujets de thèse

Modélisation simplifiée de la calcination en tube tournant

Contrat

Thèse

Description de l'offre

Dans le cadre du retraitement des combustibles usés de type uranium oxyde, les déchets liquides ultimes de haute activité sont conditionnés dans des verres par un procédé en deux étapes, calcination puis vitrification. La calcination transforme progressivement le déchet liquide en un résidu sec, qui est mélangé à un verre préformé dans un four de fusion. Le calcinateur est constitué d'un tube tournant chauffé par un four à résistances. Les solutions calcinées sont constituées d'acide nitrique et de composés sous leur forme nitrate ou d'insolubles sous forme d'alliages métalliques. Dans l'objectif d'améliorer la maîtrise du pilotage du calcinateur, il est proposé de le modéliser.

La modélisation va consister à créer puis coupler trois modèles :

1. Un modèle thermodynamique permettant de représenter les transformations subies par la matière. Cette partie fera très certainement appel à des mesures ATD et ATG, couplées très certainement à une démarche de type plan d'expériences (1ère année).
2. Un modèle d'écoulement de la matière. Il existe déjà dans la littérature des principes de représentation très simplifiés d'écoulement dans un calcinateur en tube tournant, mais il faudra faire preuve d'innovation notamment en définissant des tests pour caractériser l'écoulement de la matière au cours du processus de calcination (2ème année).
3. Un modèle thermique qui prendra en compte les échanges entre le four et le tube du calcinateur mais également les échanges entre la matière et le tube. Des caractérisations de coefficients d'échanges devront être réalisées (1ère année).

Le couplage de ces trois modèles (3ème année) donnera naissance à une première modélisation simplifiée de la calcination. Ce modèle sera utilisé pour aider au pilotage de l'étape de calcination mais également pour former les opérateurs au pilotage de cet appareil.

Vous évoluerez au sein du LDPV, une équipe pluridisciplinaire (procédé, chimie, mécanique des fluides, modélisation, mécanique, induction) composée de 16 ingénieurs et techniciens. Équipe de 30 ans d'expérience en procédé de vitrification reconnue au niveau national et international.

Université / école doctorale

Sciences Chimiques Balard (EDSCB)

Localisation du sujet de thèse

Site

Marcoule

Critères candidat

Formation recommandée

chimie, modélisation de procédé

Demandeur

Disponibilité du poste

01/11/2024

Personne à contacter par le candidat

LEDOUX Alain [e-mail]
CEA
DES/DPME//LDPV

04 66 79 66 33

Tuteur / Responsable de thèse

En savoir plus

https://isec.cea.fr