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Le procédé ELIPSE (pour Elimination de Liquides par Plasma Sous Eau) a été conçu pour répondre à la problématique de destruction des liquides organiques. Ce procédé permet la minéralisation des effluents organiques en s’appuyant sur un concept innovant mettant en œuvre un plasma thermique en immersion totale dans une enceinte réacteur remplie d’eau.


Les travaux proposés au travers de ce sujet de stage se focalisent sur le développement d’une modélisation numérique d’une partie du procédé, en particulier, le bloc de la tuyère plasma. Celui-ci est constitué de trois étages :

·         Etage 1 : étage d’injection du liquide à traiter
·         Etage 2 : étage de réinjection. Une fraction de l’effluent procédé est réinjectée afin de refroidir les gaz et de retraiter les dernières traces de carbone organique.
·         Etage 3 : étage de refroidissement. Cette tuyère est refroidie par circulation d’eau, qui assure le refroidissement et d’oxydation des gaz issus du plasma avant leur trempe dans le réacteur d’eau.
Un premier modèle simplifié focalisé sur ce bloc tuyère plasma a été développé et a permis de premières validations expérimentales.


Le modèle proposé a été développé à partir d’une configuration géométrique identique à celle employée sur le pilote expérimental. Les résultats obtenus ont permis d’étudier finement l’aéraulique et les gradients thermiques à l’intérieur de l’ensemble torche plasma et chambre de combustion.

Si le code développé a été validé, il doit maintenant faire l’objet d’études approfondies devant mener à des optimisations permettant d’adapter et faire évoluer le modèle proposé aux besoins futurs de modélisation qui seront poursuivis dans le cadre d’un sujet de thèse.
Le sujet de stage proposé s’inscrit ainsi dans une phase d’études préalables à cette thèse.

Il s’agira de modéliser les phénomènes thermo-aérauliques du circuit de réinjection d’eau au sein de l’étage 2.

L’objectif sera de consolider les travaux réalisés jusqu’à présent sur la partie tuyère semblant démontrer que l’eau réinjectée dans l’étage 2  se vaporise majoritairement et conserve cet état dans l’ensemble de l’étage 3.


Cette étape devra permettre de proposer des améliorations du système de refroidissement nécessaire aux processus d’oxydation des gaz de combustion au sein de la tuyère.

En particulier, la localisation et le nombre de points d’introduction ainsi que les débits de réinjection pourront être optimisés par cette partie calculatoire décrite dans le modèle proposé.

L’étude sera réalisée avec le logiciel commercial Ansys Fluent.

Lieux du stage : CEA Marcoule DES/ISEC/DPME/SEIP/LNPA
Profil : stage fin d’étude école ingénieur ou Master 2, modélisation CFD, thermique, hydraulique, procédé.
Durée : 4 à 6 mois minimum (2023)
Contact : Hélène N

Ce stage s’adresse aux étudiants  fin d'étude cycle ingénieur ou Master 2, idéalement souhaitant poursuivre en thèse.

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