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MODÉLISATION NUMÉRIQUE ET EXPÉRIMENTALE DE LA COMBUSTION DE MATÉRIAUX EXPOSÉS À DES HAUTS FLUX THERMIQUE (F/H) - REF 2018-7742-1212

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Secteur géographique
Occitanie 
Durée du contrat
2 ans
Descriptif de la mission
***ATTENTION, POUR CETTE OFFRE, VOUS DEVEZ IMPÉRATIVEMENT POSTULER EN PARALLÈLE SUR LE LIEN COMMUNIQUE***


Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, notre organisme intervient dans le cadre de ses quatre missions :
. la défense et la sécurité
. l'énergie nucléaire (fission et fusion)
. la recherche technologique pour l'industrie
. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).

Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- l'organisme participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.

Sujet de stage
Modélisation numérique et expérimentale de la combustion de matériaux exposés à des hauts flux thermiques dynamiques


Description de l'offre
Contexte :
Dans le cadre de ses activités sur la protection contre les incendies, le site de Gramat développe une compétence sur l’inflammation de matériaux exposés à des hauts flux thermiques dynamiques. L’objectif principal de cet apprentissage est le développement d’un code numérique capable de prédire la prise de feu d’un matériau selon un scénario donné défini par un niveau de flux thermique et une durée d’exposition, puis d’estimer la propagation de l’incendie.
Objectif de la formation : Cette formation a pour objectif d’améliorer la compréhension des phénomènes physiques liés à la combustion de matériaux lorsqu’ils sont exposés à des niveaux de flux supérieurs à plusieurs centaines de kilowatts par mètre carré déposés en quelques secondes.
Description du sujet d’apprentissage et des responsabilités de l'apprenti(e) : Le sujet s’articule autour de l’étude de la dégradation thermique de matériaux par l’analyse des gaz de pyrolyse et de combustion. Pour cela il sera utilisé divers moyens de caractérisations tels qu’un cône calorimètre couplé à un spectromètre infrarouge (FTIR) et une thermo-balance (TG) également couplée à un FTIR. Les résultats obtenus avec ces matériaux permettront d’affiner les « modèles matériaux », notamment les lois gouvernant la cinétique de dégradation thermique. Ces « modèles matériaux » seront implémentés dans un code numérique (Fire dynamics Simulator) dans le but de reproduire les essais expérimentaux réalisés à petite échelle avec le cône calorimètre et à plus grande échelle avec d’autres moyens d’essais. Une part de l’apprentissage sera focalisée sur le développement de nouveaux diagnostics pour affiner les mesures obtenues lors des essais expérimentaux. Parmi les développements possibles, une attention particulière sera portée sur le suivi temporel de la masse des matériaux étudiés ainsi que sur l’instant d’inflammation. En parallèle de ces activités, une analyse des mesures sera effectuée. Elle consistera en l’étude des incertitudes, d’une part, sur les mesures expérimentales et d’autre part, sur les résultats des simulations.
Déroulement des travaux :
Dans un premier temps, une analyse des phénomènes physiques liés à la dégradation thermique des matériaux devra être effectuée.
Puis dans un second temps, à partir de ces travaux, les protocoles expérimentaux pourront être mis en place permettant de caractériser les matériaux d’intérêt. Ces résultats seront finalement utilisés pour élaborer les lois gouvernant les cinétiques de dégradation thermique implémentées dans le code de calcul FDS. Les lois cinétiques ainsi que les données thermo-physiques disponibles pour les matériaux d’intérêts seront utilisées pour simuler des essais réalisés à l’échelle du laboratoire. L’alternance sera articulée autour de 3 axes majeurs :
• Acquisition de données thermo-physiques
• Réalisation d’essais de validation
• Réalisation de simulations numériques
Activités secondaires : Le développement de nouveaux diagnostics pour la caractérisation des gaz de pyrolyse et/ou de combustion est envisagé. Le couplage entre une analyse thermogravimétrique (TG) et un spectromètre de masse (MS) et/ou un chromatographe phase gaz (GC) lui-même couplé à un spectromètre de masse (MS) sont des pistes d’amélioration. Profil du candidat : Le ou la candidat(e) devra avoir un profil généraliste orienté matériaux avec des notions de chimie, physique et thermique. Il devra avoir un intérêt pour la réalisation d’expérimentations. L’aptitude au travail collaboratif sera un atout apprécié, tout comme la prise d’initiatives. Niveau ingénieur ou master.
Formation(s) associée(s)
Nécessité d'un véhicule
Non