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Portail > Offres > Offre UPR288-BRILLO-025 - Ingénieur d'étude en modélisation de la combustion (H/F)

Ingénieur d'étude en modélisation de la combustion (H/F)


Date Limite Candidature : vendredi 27 mai 2022

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Informations générales

Référence : UPR288-BRILLO-025
Lieu de travail : GIF SUR YVETTE
Date de publication : vendredi 6 mai 2022
Type de contrat : CDD Technique/Administratif
Durée du contrat : 4 mois
Date d'embauche prévue : 1 juillet 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : Entre 2172 € et 2293,70 € bruts mensuels selon expérience
Niveau d'études souhaité : Bac+3
Expérience souhaitée : Indifférent

Missions

De nombreux secteurs industriels, tels que l'acier, le ciment, le verre et l'aluminium, nécessitent des sources de chaleur à haute température (plus de 500°C) qui peuvent difficilement être fournies sans processus de combustion. La production de chaleur industrielle étant responsable de 15 % des gaz à effet de serre, la décarbonisation de la combustion est une question cruciale dans ce secteur. Une solution consiste à mélanger le gaz naturel avec de l'hydrogène vert produit à partir de sources d'énergie renouvelables, par exemple par électrolyse de l'eau.
Cependant, la dilution du gaz naturel avec l'hydrogène affecte la dynamique de la flamme et la formation de polluants tels que les oxydes d'azote (NOx). Les ingénieurs en charge de la conception des futures chambres de combustion industrielles ont besoin d'outils de calcul haute fidélité pour sélectionner les conditions de fonctionnement appropriées et optimiser la géométrie du brûleur.
La principale difficulté est liée à la complexité de la chimie des hydrocarbures. En effet, les schémas chimiques détaillés de la combustion CH4/H2/air nécessitent des centaines d'espèces et des milliers de réactions pour obtenir une prédiction précise de la formation d'oxyde d'azote. Pour des raisons de temps de calcul, les mécanismes détaillés qui décrivent cette chimie complexe doivent être réduits avant d'être utilisés dans les codes CFD. Une méthode intéressante est celle de la chimie virtuelle. L'originalité de l'approche consiste à introduire des espèces et des réactions virtuelles dont les propriétés thermodynamiques et chimiques sont optimisées par des algorithmes d'apprentissage automatique afin de retrouver les propriétés de flammes de référence rassemblées dans une base d'apprentissage. Un schéma virtuel est constitué d'un bloc principal qui modélise le dégagement de chaleur de la flamme et de sous-mécanismes dédiés chacun à un polluant particulier. Des sous-mécanismes cinétiques virtuels ont jusqu'à présent été développés par EM2C pour prédire des polluants tels que le monoxyde de carbone, les oxydes d'azote et les particules de suie. Les objectifs de cette mission sont de développeer un schéma virtuel efficace pour la chimie CH4-H2-air.

Activités

La personne devra réaliser les tâches suivantes :

Les objectifs de ce travail sont de développer et d'optimiser par des algorithmes d'apprentissage automatique un schéma chimique virtuel pour la combustion CH4-H2-air. Le schéma réduit sera ensuite testé sur des archétypes de flammes 1D prémélangées et non prémélangées. Des simulations CFD de flammes laminaires H2-CH4-Air seront réalisées comme défi final. Ce travail s'appuiera sur les étapes suivantes :
- Bibliographie sur les méthodes de chimie réduite,
- Calcul d'un ensemble de solutions de flammes en chimie détaillée pour générer une base de données d'apprentissage.
- Conception et optimisation d'un mécanisme virtuel à double combustible
- CFD d'une flamme laminaire H2/CH4/Air.
- Rédaction du rapport.

Compétences

Connaissances requises en méthodes numériques, mécanique des fluides, énergétique, transfert de chaleur et dynamique des fluides numérique.

Contexte de travail

La mission se déroulera principalement au sein du laboratoire EM2C (http://em2c.centralesupelec.fr/) de l'Université Paris-Saclay.

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