Description du sujet de thèse

Le projet européen ACHIEVE

Pour atténuer l'impact des gaz à effet de serre sur le climat, le secteur de la production d'électricité à partir de turbines à gaz doit rapidement réduire ses émissions. De plus, ces systèmes permettent, par compensation, une solution à l’intermittence des énergies renouvelables. Pour ce faire, la combustion traditionnelle du gaz naturel doit être abandonnée au profit de combustibles décarbonnés issu des énergies renouvelables. ACHIEVE vise à développer les connaissances fondamentales nécessaires pour permettre une transition vers des mélanges de combustibles non-conventionnels sans carbone basés sur l’hydrogène (H2) et l’ammoniac (NH3) afin d'obtenir des émissions de carbone nulles, des émissions d’oxydes d’azote (NOx) très faibles et un fonctionnement stable des turbines à gaz.
Le consortium ACHIEVE combine l’expertise (numérique et expérimentale) d’universités et de compagnies industrielles de premier plan. Il réunit des experts de différents domaines de recherche, notamment la CFD, le transfert de chaleur et la combustion, la dynamique des fluides et l'acoustique, la propulsion aéronautique, la chimie virtuelle et la combustion à haute pression.
Les campagnes expérimentales exploreront les limites de stabilité des chambres de combustion, leurs émissions et les aspects fondamentaux de la combustion des mélanges d’hydrogène-ammoniac. Les activités numériques aborderont les défis de la modélisation de la combustion, y compris la cinétique chimique, la physique fondamentale régissant la dynamique des flammes, inaugurant de nouvelles techniques de modélisation pour comprendre et prédire le mécanisme de formation des NOx, le soufflage en mélange pauvre, les limites du retour de flamme et les instabilités thermo-acoustiques. Des capacités de surveillance et de prévision en temps réel pour les systèmes de combustion seront également développées.

Description de la thèse

Le laboratoire EM2C du CNRS recherche un(e) candidat(e) hautement qualifié(e) pour une bourse de doctorat dans le domaine de la simulation numérique et de la modélisation de la combustion et des instabilités thermoacoustiques. La personne retenue étudiera le comportement thermoacoustique de mélanges non-conventionnels hydrogène-ammoniac sur une large gamme de paramètres à l'aide de la simulation aux grandes échelles (LES), de modèles réduits et méta-modèles. Les tâches seront effectuées en étroite collaboration avec les partenaires internationaux du projet. Les résultats de la recherche seront publiés dans des revues internationales à fort impact.

Le laboratoire EM2C est une unité de recherche du CNRS située à CentraleSupélec au sein de l'Université Paris-Saclay. Il associe une recherche académique de haut niveau à des études appliquées en partenariat avec les grands groupes industriels et centres de recherche dans le domaine des transports et de l'énergie. Les activités portent sur divers écoulements complexes et multiphysiques, qui peuvent impliquer la turbulence, les écoulements diphasiques, la combustion et la thermo-acoustique. Les intérêts de la recherche vont des préoccupations fondamentales et théoriques aux applications semi-industrielles.

Contexte de travail

Le laboratoire EM2C (CNRS/INSIS et Université Paris-Saclay/CentraleSupélec http://em2c.centralesupelec.fr/), par ses recherches académiques de haut niveau sur l'énergie et la combustion et ses études appliquées en partenariat avec les entreprises ou les centres de recherche les plus en vue dans le domaine des transports et de l'énergie, contribue de manière significative à l'avancée des connaissances sur ces enjeux critiques, tant pour le climat que pour l'environnement. Pour répondre à ces enjeux, les activités de recherche du laboratoire s'organisent autour de trois axes intitulés
Combustion, Plasmas hors d'équilibre, Physique des transferts et d'une action transversale en Mathématiques appliquées. Vous serez inclus dans l'axe Combustion et en qualité de doctorant (H/F), vous serez inscrit à l'école doctorale SMEMAG (ED 579 - Sciences Mécaniques & Énergétiques, Matériaux & Géosciences).
Le Laboratoire EM2C est composé d'environ 45 agents permanents (chercheurs, enseignants-chercheurs & personnels d'appui à la recherche) et 35 doctorants, post-doctorants, stagiaires & professeurs invités.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.