Les accumulateurs de vapeur sont des réservoirs contenant de l’eau liquide et de la vapeur sous pression (exemple bien connu : pressuriseur de Réacteur à Eau Pressurisée). Ils sont notamment utilisés dans les centrales solaires thermiques afin de stocker de l’énergie sous forme de chaleur latente. Lorsque la production de vapeur excède la demande, le surplus est prélevé et injecté dans l’eau pressurisée de l’accumulateur de vapeur.        À l’inverse, lors des phases de décharge, une vanne au sommet de l’accumulateur s’ouvre, libérant la vapeur sous pression. La pression diminue alors et l’eau liquide se vaporise, assurant ainsi une alimentation continue en vapeur.

Afin d’étudier le potentiel de l’insertion d’accumulateurs de vapeur au sein des cycles de Rankine de centrales nucléaires, il faut d’abord être en mesure de les simuler de façon dynamique avec un code de thermohydraulique reconnu en sûreté nucléaire. Pour ce besoin, nous utiliserons l’outil de calcul scientifique CATHARE3. Des modèles permettant de rendre compte des phénomènes thermodynamiques mis en jeu dans les accumulateurs de vapeur existent dans la littérature, mais ne sont pas encore implémentés dans le code CATHARE3. De plus, les modèles existants dans CATHARE3 ont été développés principalement pour représenter la physique des pressuriseurs de REP et ne permettent pas de reproduire suffisamment bien le comportement de ces accumulateurs dédiés au stockage/déstockage d’énergie.

Dans ce cadre, l’objectif de ce stage est d’identifier une modélisation pertinente dans la littérature scientifique puis de l’implémenter dans le code source de CATHARE3. Le fonctionnement en charge et décharge de l’accumulateur sera ensuite simulé et validé sur des données expérimentales déjà identifiées. L’intégration de l’accumulateur de vapeur dans un cycle de Rankine sera ensuite étudiée tant du point de vue architecture (utilisation possible de l’outil statique CYCLOP)  que simulation dynamique. Plusieurs architectures de cycles pourront être testées afin de juger de la pertinence d’utiliser un accumulateur de vapeur pour répondre au besoin de flexibilité attendue du côté des réacteurs nucléaires.

Ce stage de recherche en laboratoire permettra au candidat/à la candidate de développer des capacités d’analyse physique ainsi que d’utilisation du code CATHARE3 qui est largement utilisé par les acteurs du nucléaire en France et à l’international. Les résultats obtenus à l’issue du stage pourront être valorisés au sein d’une publication.

La date de démarrage du stage est prévisionnelle ; celle-ci pourra évoluer en fonction de la disponibilité du/de la candidat(e) sélectionné(e)

Etudiant(e) en 5ème année d'école d'ingénieur généraliste ou équivalent, spécialisé en mécanique des fluides, thermodynamique et/ou énergétique.

Vous avez un intérêt pour la recherche et pour le secteur de l'énergie.

Le CEA est un acteur engagé dans l’accueil, l’insertion et le maintien dans l’emploi des personnes en situation de handicap. Ainsi, si vous le souhaitez, vous pouvez également joindre tous documents justifiants de votre situation de handicap (RQTH, carte mobilité inclusion, pension d’invalidité, etc).