CEA
Location
Gramat, Lot | France
Job description
Mécanique et thermique
Post-doctorat - Bac+5 - Etude et optimisation d'une onde de souffle générée par un générateur électrique
Le projet EOLE explore une nouvelle technique originale pour simuler en laboratoire les effets d'une explosion de forte énergie. L'injection d'un courant impulsionnel intense dans un fil fin provoque son explosion et génère une onde de souffle sphérique qui se propage dans l'air ambiant puis vient interagir avec une maquette sous test. La loi d'échelle indique que si la maquette est à l'échelle 1/N, un effet de souffle similaire à celui généré par une explosion réelle peut être obtenu avec une énergie N3 fois plus faible.
EOLE, dieu des vents, étend donc son champ d'action au souffle d'une « Electro-explosion Obéissant à la Loi d'Echelle ». La faisabilité de cette technique a été démontrée en 2021 au CEA de Gramat en développant un générateur compact de courant impulsionnel intense (400 kA – 400 ns) ainsi qu'une configuration de fil explosé permettant de générer une explosion sphérique d'énergie 5 kJ environ.
La mission du poste proposé dans cette fiche est de mettre au point cette technique pour simuler les effets d’une explosion sur des maquettes à échelle réduite. Un haut niveau de qualité devra être atteint pour que EOLE devienne un simulateur d’effet de souffle capable de mener un grand nombre d’expérimentations dans des conditions parfaitement fiables et reproductibles sur des maquettes 3D d’architectures et de positionnements variables. A partir des résultats de l’étude de faisabilité, les points à améliorer concernent notamment la maitrise de l’énergie injectée par le générateur dans le fil durant et après l’explosion, l’homogénéité et la sphéricité du front de l’onde de choc, la maitrise du temps clair durant lequel l’effet de souffle n’est perturbé par aucun effet parasite et l’adaptation de la configuration expérimentale pour l’intégration de maquettes. Sur la base suivante, de nombreux moyens de diagnostics devront être implantés ou améliorés pour permettre ces optimisations : capteurs de courant et de tension, imagerie rapide de l’explosion initiale du fil, capteurs de pression miniaturisés, cinématographie rapide par ombroscopie laser, dans les 3 dimensions, de la propagation du front d’onde de choc et de son interaction avec les maquettes.
Des analyses, des modélisations et des simulations numériques devront également être menées pour orienter et optimiser les configurations expérimentales ainsi que pour étudier leurs possibilités de réglages et pour évaluer les incertitudes des grandeurs caractéristiques. Ces études concerneront notamment la modélisation du dépôt d’énergie dans le fil prenant en compte le couplage avec le générateur, ainsi que la vérification des corrélations entre les principales grandeurs caractéristiques telles que : l’énergie déposée et la puissance de l’explosion, la vitesse de propagation du front d’onde de choc sphérique, les fronts de montée, de décroissance et les niveaux de pression de ce front d’onde.Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l'intégration des personnes en situation de handicap, cet emploi est ouvert à tous et toutes. Participant à la protection nationale, une enquête administrative est réalisée pour tous les salariés du CEA afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la nation. Expérimentations associant physique et mécanique, mesures physiques, simulations de phénomènes physique et mécanique, gestion de projet
Bac+5
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Salary