Modélisation dynamique d'un système membranaire de traitement des effluents nucléaires F/H (2024-123622)

Description de l'offre

Description de l'offre

De grandes quantités d’eau sont utilisées dans les centrales nucléaires électriques, par exemple comme fluide caloporteur. Ces eaux sont très souvent enrichies en produits chimiques pour différentes raisons (par exemple, pour la protection des matériels ou le contrôle de la réactivité du réacteur nucléaire). Cela engendre des effluents qu’il faut traiter et dont les rejets dans l’environnement sont strictement encadrés. Pour les futures générations de réacteurs, EDF R&D développe des procédés membranaires de traitement des effluents. Un procédé membranaire exploite les propriétés d’un matériau, un polymère par exemple, laissant passer préférentiellement certaines espèces et en retenant d’autres. Ces propriétés sont exploitées ici pour réaliser des séparations moléculaires, permettant de purifier et recycler au maximum l’eau et les produits chimiques dans les réacteurs. Industriellement, ces procédés reposent sur une architecture de modules membranaires, agencés de façon optimale pour satisfaire les objectifs de production.
Des expérimentations et modélisations ont été menées pour disposer d’un modèle validé permettant de simuler les performances de séparation d’un module membranaire unitaire. Ce modèle s’intègre dans des outils d’optimisation de procédés (fonctionnant en régime stationnaire) pour concevoir les procédés optimums au regard des exigences du système (choix du nombre de modules, disposition parallèle / série, localisation des recyclages, choix des pressions et températures de fonctionnement, etc.). EDF veut maintenant mettre en place des modélisations dynamiques de l’ensemble du procédé pour anticiper l’exploitation de ces systèmes.

Encadré par une équipe multidisciplinaire (procédés chimiques, fonctionnement nucléaire, modélisation thermohydraulique), l’objectif général du stagiaire sera d’étudier les dynamiques de ces procédés membranaires, vis-à-vis d’objectifs de conception donné (débit et composition chimique à l’alimentation et exigences de concentrations sur les deux sorties du procédé).
Il s’agira d’abord de mettre en place un modèle dynamique d’un procédé membranaire en utilisant le langage Modelica. Le stagiaire pourra s’appuyer :
- sur le modèle existant pour les modules membranaires ;
- sur la bibliothèque ThermoSysPro (https://thermosyspro.com/), développée à EDF R&D, pour la modélisation de circuits thermohydrauliques.
Le stage pourra ensuite se focaliser sur l’étude de la dynamique du système, avec par exemple : la proposition de critères pertinents de flexibilité et d’opérabilité vs empreinte hydrique, leur évaluation pour plusieurs architectures systèmes envisagées, la construction d’un tableau de bord d’aide à la décision pour identifier les meilleurs compromis et imaginer les stratégies de pilotage.

Profil souhaité

Formation bac + 4/5. Des compétences solides en thermodynamique et mécanique des fluides, ainsi qu’en modélisation numérique, sont requises. La maitrise d’un langage de programmation (p.ex. Python, Modelica) est recommandée. Des connaissances sur les procédés de séparation membranaires seront appréciées.
Autonomie, initiative et esprit critique sont aussi des compétences clés recherchées.
Durée : 5/6 mois. Rémunération selon barème.