CDD Doctorant : Actionneur supersonique pulsé par décharge plasma (H/F)

Sujet de thèse :
Au CNRS, sur le site du Futuroscope, l'Institut PPrime, recrute un doctorant ou une doctorante pour étudier les volets expérimentaux et numériques dans le cadre du projet de recherche financé par l'ANR / ASTRID-MOCODYN.


Contexte :
Le contrat doctoral proposé consiste à mettre en place, réaliser, puis évaluer une nouvelle technologie d'actionneur pulsé à haute-fréquence avec un haut potentiel d’autorité (vitesse d’éjection supersonique avec forte enthalpie). Cet actionneur fonctionne sur la technologie initialement proposée par l’Université Johns Hopkins. Le dispositif utilise deux ou trois électrodes positionnées au sein d’une cavité de faible volume. Une décharge électrique est générée dans ce volume afin d’y augmenter brutalement le niveau de pression et de température, expulsant l'air à haute vitesse. Après l'éjection, de l'air frais se mélange avec l'air chaud pour la prochaine impulsion, produisant des jets à flux massique nul. Ces actionneurs offrent un contrôle précis des flux d'air à haute vitesse, jusqu'à 400 m/s, grâce à leur fonctionnement électrique rapide, surpassant les systèmes traditionnels notamment pour la gamme de fréquence utilisable. Le concept étudié est un actionneur à jet synthétique par plasma avec modulation temporelle, piloté par l'ionisation de l'espace inter-électrode. Dans ce programme de recherche le système, appelé Jet Plasma à col Sonique (JPS), utilise une alimentation en pression externe pour créer un jet sonique, la décharge électrique offrant un contrôle précis de la modulation du débit de sortie.

Les travaux à réaliser sont à la fois de nature numérique et expérimentale. Une première étape consistera à réaliser une optimisation de la forme de la cavité et de l’énergie minimum nécessaire à la modulation de la vitesse d’éjection du système de contrôle. Cette étape initiale, réalisée en amont des essais expérimentaux sera réalisée par modélisation numérique du problème. En parallèle, des essais expérimentaux préliminaires seront effectués afin d’établir une base de données essentielle à la validation de l’approche numérique. Dans un second temps, il s’agira de réaliser le prototype d’actionneur à partir des résultats numériques et d’en effectuer la caractérisation électro-thermo-mécanique. Enfin, le système de contrôle sera multiplié, intégré sur une maquette de tuyère puis testé en condition d’écoulement supersonique.

Le Doctorant ou la Doctorante sera basé à l’Institut Pprime sur le site de l' ENSMA.
Le travail effectué sera en collaboration entre les équipes de recherche EFD et 2AT

Le candidat ou la candidate devra être titulaire d’un diplôme de Master avec expérience solide en mécanique des fluides, thermodynamique, transfert de chaleur et génie électrique.
Une attention particulière sera portée sur les points suivants :
- l'affinité avec le travail expérimental,
- l'attention au détail,
- l'analytique et des capacités de pensée critique.