Le Département des Systèmes Basses Températures (D-SBT) du CEA-Irig à Grenoble développe une recherche à caractère principalement technologique dans une large gamme de températures depuis 120 K jusqu’à la dizaine de millikelvins. Au sein du D-SBT, l’équipe LCCS (Laboratoire Cryoréfrigérateurs et Cryogénie Spatiale) apporte ses solutions pour la réalisation d’instruments spatiaux et développe des systèmes de refroidissement pour des industrielles et des acteurs internationaux (ESA, NASA, JAXA).
Résumé
Parmi ces systèmes, le tube à gaz pulsé est un développement important au sein de l’équipe. Ils sont utilisés dans des applications d’observation de la terre (comme le futur satellite de météorologie MTG) à des températures de l’ordre de 50 K. Les refroidisseurs les plus avancés opèrent à 15 K pour des missions d’observation de l’univers (ATHENA/X-IFU). Basé sur le cycle thermodynamique de Stirling, de l’hélium est utilisé comme gaz caloporteur. Ces tubes à gaz pulsé fonctionnent à partir d’ondes de pression générées par un oscillateur à des fréquences comprises entre 30 et 60 Hz. La production d’une puissance froide dépend du bon déphasage entre le débit du gaz et ces variations de pressions permettant d’atteindre des températures allant de 80 K à 10 K. Ainsi, l’optimisation des performances passe notamment par l’optimisation de son système de déphasage. Pour mieux maîtriser le fonctionnement, la mesure du débit apporterait des informations utiles. Cette mesure est cependant complexe car doit se faire à débit oscillant à haute fréquence sous quelques dizaines de bar, le tout en étant le moins intrusif possible. Une des solutions avancées du laboratoire est une mesure par fil chaud. Aujourd’hui, cet instrument n’est pas adapté aux mesures in-situ que l’on souhaite mener et reste à développer afin de permettre ce que les débitmètres conventionnels ne permettent pas.
Objectif du stage
L’objectif est donc de développer une solution innovante pour mesurer le débit oscillant au sein de tube à gaz pulsé. Pour cela vous devrez réaliser un état de l’art sur les mesures en débit oscillant et réaliser des simulations fluidiques. D’un point de vu expérimental, vous devrez réaliser des plans d’essais, mettre en place et réaliser les essais et l’analyse associée.
Profile
Le(La) candidat(e) recherché(e) doit être en dernière année d’école d’ingénieur ou de Master dans le domaine de la mécanique des fluides avec de bonnes connaissances en thermique et mécanique. Il(Elle) doit posséder un goût prononcé pour l’expérimentation et l’analyse numérique (Python) et de bonnes bases en simulation numérique (FLUENT) seront appréciées.