Modélisation d’écoulement CO2 supercritique et de transferts thermiques appliquée à une structure de machine thermique innovante / thèse CIFRE

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Cixten SAS recherche :

Doctorant(e) en modélisation d’écoulement CO2 supercritique et de transferts thermiques appliquée à une structure de machine thermique innovante (H/F)

Sujet proposé dans le cadre d’une thèse CIFRE en partenariat avec le Laboratoire de Mécanique, Modélisation & Procédés Propres (M2P2).

Rejoignez une start-up dynamique greentech à fort potentiel de développement !

Description générale du sujet

▪ Contexte :

L’emploi de fluide supercritique apporte des avantages sans précédent dans l’augmentation de la puissance volumique de telles machines (amélioration d’un facteur 100 par rapport aux moteurs dits à air chaud type Stirling ou Ericsson). Ces atouts exceptionnels rendent ces fluides très attractifs dans le domaine de l’énergie et font aujourd’hui l’objet de multiples études afin de permettre une utilisation optimale de ses caractéristiques très spécifiques.

Des études de transfert de chaleur convectif au CO2 supercritique ont été trouvées dans la littérature, mais uniquement avec des géométries simples et des conditions opératoires qui ne correspondent pas à l’utilisation de la chaleur fatale. La solution modulaire développée par Cixten relie des récupérateurs de chaleur complexes à différents composants dont certains en mouvement, ce qui rend la simulation et l’optimisation du fonctionnement de la machine très complexes.

▪ Mission confiée :

L’objectif de la thèse est de créer un modèle de simulation numérique de référence pour le fluide supercritique afin de maximiser les échanges thermiques, en tenant compte des spécificités de notre architecture brevetée. A l’aide de ce modèle, il conviendra de déterminer les géométries et durées de cycles optimales des composants de la machine. La réalisation de modèle 3D sera soutenue par l’équipe R&D.

Le développement de ce modèle de simulation nécessitera une phase initiale de recherche afin de caractériser et d’optimiser les points de fonctionnement de l’architecture et des performances du cycle thermodynamique. La recherche fondamentale sera appuyée par des essais qualitatifs permettant de tester la viabilité de la modélisation selon les conditions aux limites choisies. La thèse intégrera une participation à ces essais, sans inclure la maîtrise d’œuvre qui restera à la charge de l’équipe Cixten.

Des modèles innovants seront développés pour la simulation numérique de l’architecture envisagée. Les développements se feront dans le cadre du logiciel ProLB, logiciel de simulation numérique utilisant l’approche Lattice-Boltzmann. En particulier, un travail important sera à réaliser sur les modèles d’échanges thermiques, les équations d’état pour fluides supercritiques, ou encore la modélisation des composants en mouvement.

Profil souhaité

Qualifications requises : BAC+5 en physique / mécanique avec de solides compétences en mécanique des fluides, thermodynamique et/ou méthodes numériques.
Maitrise / Connaissances de logiciels de simulation de dynamique des fluides
Personne motivée avec une forte capacité d’adaptation et de travail en équipe
Engagement personnel à contribuer à la transition énergétique
Capacité à travailler en anglais (lu, écrit, parlé).

Notre offre

Contrat CDD doctoral plein temps d’une durée de 36 mois
Rémunération : 2 200€ brut mensuel
Lieu de travail : longues périodes partagées entre Strasbourg (~30%) et le laboratoire M2P2 (~70%)
Possibilité de travail partiellement en home office
Intégration d’une équipe dynamique
Possibilité de CDI à l’issue de la thèse dans une entreprise jeune à fort potentiel de développement

Envie de postuler ?

Envoyer CV, lettre de motivation, recommandation et transcripts à :

pierre-yves.berthelemy@cixten.fr
pierre.boivin@univ-amu.fr