Postée il y a 4 heures
Au CNRS, sur le site du Futuroscope, l'institut Pprime recrute un Doctorant ou une Doctorante dans le cadre d'un projet financé par l'Agence Nationale de la Recherche.
Pour lutter contre le changement climatique, l'hydrogène se positionne comme un carburant alternatif dans de nombreux domaines, de l’aéronautique à la thermique industrielle en passant par l’automobile. Nombre de ces usages conduiraient à des systèmes qui brûlent des mélanges pauvres en carburant, ce qui soulève des problèmes liés à l'instabilité intrinsèque des processus de combustion pauvre.
Sur la base de ces défis, le travail de thèse de doctorat proposé, en lien avec un partenariat entre l'Institut Pprime et l'Université technique de Berlin (financé par le projet DFG-ANR DESCRESCENDO), vise à étudier les spécificités des flammes d'hydrogène-air pré-mélangées pauvres. Celles-ci diffèrent à bien des égards de leurs homologues hydrocarbures : la forte diffusivité moléculaire de l'hydrogène entraîne un comportement instable ; une grande partie du dégagement de chaleur se produit à des températures bien inférieures à celles de l'équilibre chimique ; le bruit à large bande, associé à un dégagement de chaleur instable, augmente de manière exponentielle avec la richesse du mélange combustible. Cependant les mécanismes sous-tendant la génération du son ne sont pas encore clairement compris.
------------------
1- MISSION :
L'étude comprendra une caractérisation expérimentale détaillée d'une flamme d'hydrogène annulaire et de son émission sonore. L'objectif sera d’analyser les dynamiques de l'écoulement et de la flamme ainsi que leurs liens avec les mécanismes de production de son. Des méthodes optiques de haute précision, résolues dans l'espace et dans le temps, seront utilisées pour explorer et caractériser la flamme. Des antennes de microphones seront utilisées pour cartographier le champ sonore. La synchronisation des systèmes de mesure permettra d'établir des relations de cause à effet entre l’écoulement, la dynamique de la combustion et champ acoustique rayonné. Des techniques de réduction des données seront mises en œuvre pour identifier les mécanismes clés et guider le développement de modèles simplifiés pour les processus de combustion et de production sonore.
--------------------
2- ACTIVITÉS :
Le brûleur annulaire sera étudié dans l'installation MARTEL de l'Institut-Pprime. Des mesures seront effectuées pour couvrir l'espace des paramètres défini par les gammes de nombres de Reynolds, de Lewis et de Damköhler : 300 ≤ Re ≤ 3000 ; 0,3 ≤ Le ≤ 1,0 ; 10-3 ≤ Da ≤ 50.10-3. Les mesures acoustiques seront effectuées à l'aide d'une antenne microphonique azimutale. Les mesures d'écoulement/de flamme comprendront la PIV (vélocimétrie par imagerie de particules) résolue dans le temps, la strioscopie (méthode schlieren) à grande vitesse et la chimiluminescence OH*. Les bases de données seront analysées à l'aide de décompositions modales et de techniques de traitement du signal connexes, dont l'objectif est de réduire les données afin de révéler les principales dynamiques associées aux processus de combustion et de production sonore. Les données traitées seront utilisées (i) pour fournir une caractérisation complète de l'écoulement, de la flamme et des champs sonores en fonction des conditions de fonctionnement ; (ii) pour le développement de modèles simplifiés pour les processus clés de combustion et de génération de sons ; (iii) pour la validation de simulations numériques haute-fidélité réalisées dans le cadre d'un second doctorat DECRESCENDO.
--------------------
3- COMPÉTENCES REQUISES :
Nous recherchons un candidat ou une candidate très motivé qui s'engagera pleinement dans le projet. Il ou elle aura une aptitude au travail en équipe car le travail sera co-dirigé par des chercheurs de deux groupes de recherche de Pprime : Combustion turbulente et structure des flammes (CT) et Aérodynamique, acoustique et turbulence (2AT). Le travail, par nature pluridisciplinaire, revêt un caractère expérimental marqué tout en prenant appuis sur des bases théoriques d’analyse. Le candidat ou la candidate doit donc faire preuve d'une grande curiosité scientifique et être conscient que le travail dans un laboratoire de recherche exige autonomie et rigueur.
• Des connaissances en mécanique des fluides (turbulence) et/ou en combustion en phase gazeuse sont souhaitables.
• Des connaissances en acoustique et traitement du signal sont nécessaires. Une expérience dans la mise en œuvre de techniques de diagnostic laser dans les milieux fluides serait appréciée.
• Enfin, une certaine connaissance de la théorie de la stabilité hydrodynamique et de l'analyse du champ moyen linéarisé serait un plus.
L'annonce complète et illustrée est disponible sur le site web de l'Institut Pprime : https://pprime.fr/
- https://pprime.fr/emploi/emission-sonore-et-dynamique-des-flammes-dhydrogene-ultra-pauvres/
Contexte de travail
Le Doctorant ou la Doctorante sera basé à l’Institut Pprime, Université de Poitiers ((https://pprime.fr/).
En complément des expériences réalisées à l’Institut Pprime, le Doctorant ou la Doctorante participera à la collaboration avec l’Université Technique de Berlin.
Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.
Contraintes et risques
- Inscription à l'École Doctorale : ED-MIMME
- Des déplacements de courte durée, en France et à l'étranger, sont à prévoir.
- Travail en laboratoire de combustion avec des moyens de mesure employant des lasers.