H/F Simulation multiphysique de systèmes de stockage d'énergie thermique pour la production d'énergie s

Missions :
L'énergie solaire est particulièrement pertinente en raison de son abondance, de son faible coût et de sa durabilité, mais elle doit être stockée pour être utilisée en raison de son intermittence (jour/nuit). Cela peut être réalisé grâce aux systèmes de stockage d'énergie thermique (TES), qui sont en réalité 100 fois moins chers que les systèmes électrochimiques (comme les batteries Li-ion). Les centrales solaires à concentration (CSP) sont l'une des méthodes les plus efficaces pour le stockage de l'énergie solaire. Actuellement, les matériaux TES utilisés sont des sels capables de fonctionner jusqu'à 800 °C. L'efficacité de la production d'énergie augmente avec la température de fonctionnement, c'est pourquoi de nouveaux systèmes de matériaux TES capables de fonctionner à des températures plus élevées sont très recherchés, tout comme les conteneurs capables de les contenir.

Dans le cadre d'un projet européen (Clean Energy Transition Partnership), nous étudierons le développement de nouveaux matériaux TES et de leurs conteneurs pour fonctionner à des températures supérieures à 1100 °C. Cela représente un défi, mais les résultats pourraient augmenter massivement l'efficacité de la production d'énergie solaire et permettre de produire de l'énergie de manière durable à moindre coût.
L'objectif principal est de développer un modèle de jumeau numérique des matériaux TES et de leurs conteneurs, simulant tous les phénomènes thermiques et mécaniques lors du fonctionnement à haute température. La modélisation sera réalisée à l'aide d'un modèle de CFD (dynamique des fluides numérique), tandis que les données expérimentales (telles que le transfert de chaleur, la capacité, la température, etc.) seront obtenues dans notre laboratoire et/ou via nos partenaires européens du projet.

Cela permettra des prédictions précises de l'efficacité du transfert de chaleur entre les différents matériaux, tout en facilitant la mise à l'échelle et le transfert vers une centrale solaire à concentration (CSP). Les résultats numériques seront également utilisés pour des calculs par éléments finis (EF) de la réponse mécanique du conteneur.


Activités :
- Modélisation 2D et 3D à l'aide de logiciels de CFP (Ansys, Abaqus, COMSOL, etc.)
- Optimisation de la modélisation.
- Travaux expérimentaux utilisant des fours à haute température pour l'acquisition de données en vue de la modélisation
- Corrélation expérimental/modélisation

Contexte de travail :
Le LCTS est un laboratoire qui est localisé sur le campus bordelais ; c'est une unité mixte à quatre tutelles - le CNRS, l'Université de Bordeaux, le groupe Safran et le CEA. Il totalise déjà 36 ans de recherches amont sur les composites réfractaires, matériaux très hautes performances employés dans l'aéronautique, le spatial et le domaine de l'énergie. C'est une équipe unique travaillant en mode projet en partenariat étroit avec ses cotutelles non-académiques. Il y
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