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Doctorant(e) en mécanique (H/F) - Projet BREAQ - Thèse 2

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : lundi 26 avril 2021

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Informations générales

Référence : UMR8201-JOSBRO-005
Lieu de travail : VALENCIENNES
Date de publication : lundi 5 avril 2021
Nom du responsable scientifique : Laurent KEIRSBULCK
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Sujet de Thèse n°2 – Modélisation de la diffusion de particules issues du freinage ferroviaire – Application au réseau souterrain

Le travail de thèse consistera à développer et mettre en œuvre une méthode numérique capable de modéliser des écoulements chargés en particules issues du freinage ferroviaire afin de prédire la diffusion de ces particules dans l'environnement proche. Les simulations seront effectuées avec le logiciel CFD open-source OpenFOAM.

Les objectifs et résultats attendus dans ce travail de thèse sont :

• De réaliser un état de l'art des modèles numériques de transport particulaire :
o Acquérir une plus grande compréhension tant de la physique spécifique de l'écoulement chargé en particules issues de résidu de freinage que des méthodes et modèles existants pour simuler un tel écoulement.
o Trouver dans la littérature des résultats riches et reproductibles sur une physique proche afin de pouvoir effectuer des comparaisons et de valider l'approche numérique sur cette configuration de référence.
• De valider la méthodologie numérique qui sera développée sous OpenFOAM en reproduisant la configuration de référence « académique ».
• De réaliser une évaluation du modèle d'émission et de diffusion sur un cas réel simplifié :
o Simulation proche du cas réel en se basant sur la procédure établie précédemment.
o Pour ce faire une simulation correspondant au banc d'essai de freinage développé au laboratoire dans le cadre d'une autre thèse du LAMIH sera mise en œuvre.
o La réalisation de cette tâche permettra de fournir une procédure et des outils numériques utiles à la simulation en environnement opérationnel.

Contexte de travail

Cette thèse est proposée par le LAMIH dans le cadre du projet BREAQ. Le LAMIH UMR CNRS 8201 (Laboratoire d'Automatique, de Mécanique et d'Informatique Industrielles et Humaines) est une unité mixte de recherche entre l'Université Polytechnique hauts de France (UPHF) et le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS). Le LAMIH est organisé en 4 départements disciplinaires bien identifiés : Automatique, Mécanique, Informatique, Science de l'Homme et du Vivant (SHV).

Le projet BREAQ, soutenu par l'ADEME, et regroupant plusieurs partenaires académiques et industriels dont ALSTOM, a vocation à réduire les émissions de particules de freinage à la source et à prédire la diffusion de ces particules dans l'environnement pour développer des solutions de captation efficientes. Dans ce cadre de ce projet, 3 sujets de thèse sont proposés par le LAMIH.

La qualité de l'air est un enjeu de santé publique majeur. Selon l'OMS, en diminuant les niveaux de pollution atmosphérique, les pays peuvent réduire la charge de morbidité imputable aux accidents vasculaires cérébraux, aux cardiopathies, au cancer du poumon et aux affections respiratoires.

Le transport ferroviaire est à juste titre considéré comme étant une solution de mobilité durable à faible impact en gaz à effet de serre et un faible contributeur aux émissions de polluants dans l'air (NOx, SO2, COV & PM10). Néanmoins, plusieurs études mettent en évidence que les concentrations polluantes dans les enceintes ferroviaires souterraines doivent être considérées comme préoccupantes. Dans certains cas, les concentrations de particules fines peuvent être dix fois plus élevées en intérieur qu'en extérieur. Dans ce contexte, la réduction ou mitigation des sources d'émissions lié au freinage, principal contributeur dans le secteur ferroviaire, représente un enjeu majeur pour la santé des personnes. Des travaux antérieurs menés au LAMIH (Thèse Charlene Octau, Novembre 2019) ont permis de mettre en évidence que les conditions d'usage du freinage mécanique influent sur les dimensions des particules émises et ont permis de développer les bases nécessaires à la simulation numérique de la diffusion des particules dans l'environnement proche.

Informations complémentaires

Profil recherché du candidat :

• Diplôme d'ingénieur ou Master en Mécanique des fluides numérique (CFD) ou équivalent.
• Connaissances pointues en Modélisation de la Turbulence.
• Maîtrise des outils CFD . La pratique et de bonnes connaissances sur OpenFOAM seraient un plus.
• Capacité à développer dans différents langages (C++, Python).
• Le candidat devra montré un goût prononcé pour la simulation numérique tout en étant capable d'interagir avec l'équipe expérimentale.
• Approche scientifique pragmatique et bonne perception du contexte économique.
• Excellente aptitude à la communication orale et écrite, en français et en anglais (B2).
• Qualités recherchées : rigueur, esprit d'innovation, force de proposition.
• Le travail de thèse se fera en collaboration avec les partenaires du projet (ALSTOM, FLERTEX, laboratoire LAMCUBE, laboratoire SAGE). Le candidat doit posséder des qualités de communication et d'ouverture d'esprit pour pouvoir dialoguer et capitaliser sur leurs expériences.

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