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Entité de rattachement
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• La conscience des responsabilités
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Référence
SL-DES-24-0122
Description du sujet de thèse
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Modélisation du procédé de malaxage réactif pour le conditionnement de déchets en matrice cimentaire
Contrat
Thèse
Description de l'offre
La cimentation est aujourd’hui une voie de référence pour le conditionnement d’un grand nombre de déchets nucléaires. La mise au point d’un procédé de conditionnement requiert de maîtriser la phase de mélange et malaxage, ce qui va conditionner la bonne dispersion du déchet dans la matrice cimentaire et les performances du matériau final.
Le LNPA propose de réaliser une thèse sur la modélisation et la simulation du procédé de malaxage (mélange de charges sèches, eau, simulants de déchets de typologies représentatives des gisements de déchets nucléaires) pour remplir les objectifs suivants :
- Simuler l’écoulement de la pâte cimentaire dans le malaxeur et vérifier expérimentalement les résultats obtenus
- Optimiser les paramètres du procédé pour améliorer la qualité de dispersion du déchet
- Prédire la faisabilité de l’enrobage en fonction des caractéristiques du déchet à conditionner
- Valider le transfert d’échelle laboratoire à l’échelle industrielle
Une approche CFD est envisagée : on s’attachera à décrire l’évolution de la surface libre de l’écoulement, mettre en évidence des modes propres de type recirculation et bifurcation de trajectoires et enfin décrire le transport de particules avec et sans couplage à la rhéologie. Les résultats de simulation seront évalués par recoupement avec des essais réalisés sur un malaxeur conique. Ainsi, cette thèse permettra de réaliser la première étape de la mise en place d’un outil de dimensionnement prédictif de procédé cimentaire de malaxage appliqué au conditionnement de déchets nucléaires.
Le(la) candidat(e), de profil ingénieur matériaux ou ingénieur mécanique ou ingénieur procédé, tirera de cette thèse une expérience expérimentale en instrumentation de procédé et exploitation de résultats ainsi qu’une expérience en mécanique des fluides numérique et en modélisation de procédé.
Université / école doctorale
Sciences Fondamentales et Appliquées (EDSFA)
MINES ParisTech
Localisation du sujet de thèse
Site
Marcoule
Critères candidat
Formation recommandée
Mécanique des fluides, modélisation
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2024
Personne à contacter par le candidat
Marchal Antoine antoine.marchal@cea.fr
CEA
DES/DPME/SEIP/LNPA
CEA Marcoule
BP 17171
30200 Bagnols sur Cèze
0466795712
Tuteur / Responsable de thèse
VALETTE Rudy rudy.valette@mines-paristech.fr
MINES-ParisTech, PSL Research University
Centre de Mise en Forme des Matériaux (CEMEF), UMR CNRS 7635
1 Rue Claude Daunesse, CS 10207, 06904 Sophia Antipolis Cedex, France
En savoir plus
https://www.cemef.minesparis.psl.eu/presentation/equipe-cfl/