Caractérisation expérimentale et modélisation de jets liquides impactant une surface en rotation

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : CLIMAT, ENVIRONNEMENT ET ÉCONOMIE CIRCULAIRE, ÉNERGIES RENOUVELABLES, MOBILITÉ DURABLE et HYDROCARBURES RESPONSABLES.

L’engagement d’IFPEN en faveur d’un mix énergétique durable se traduit par des actions visant :

• à gagner en efficacité énergétique ;
• à réduire les émissions de CO2 et de polluants ;
• à améliorer l’empreinte environnementale de l’industrie et des transports ;

tout en répondant à la demande mondiale en mobilité, en énergie et en produits pour la chimie.

Dans cet objectif, IFPEN développe des solutions permettant, d’une part, d’utiliser des sources d’énergie alternatives et, d’autre part, d’améliorer les technologies existantes liées à l’exploitation des énergies fossiles.

Caractérisation expérimentale et modélisation de jets liquides impactant une surface en rotation

La gestion thermique des moteurs électriques est essentielle pour en augmenter la densité de puissance tout en assurant leur fiabilité et durabilité. Le refroidissement des parties actives telles que les têtes de bobines par jets d’huile est une approche prometteuse. Cependant, les écoulements qui en résultent sont particulièrement complexes, tant du point de vue de la compréhension physique que de leur reproduction par des approches numériques.

Objectives

Parmi les nombreuses problématiques physiques (film liquide mince, transferts thermiques, déstabilisation du film par l’air…), ce stage s’intéressera à l’effet de la rotation de la surface d’impact sur l’hydrodynamique d’un jet d’huile.

Un banc expérimental permettant la caractérisation de jets d’huile impactant une paroi horizontale est actuellement en place à IFPEN. Il sera adapté afin d’étudier le ressaut hydraulique (forme et localisation) et de mesurer l’épaisseur du film en amont et en aval du ressaut, et ce pour différents débits d’huile et vitesse de rotation.

Des mesures de vitesse dans le film pourront également être réalisées. Les résultats seront comparés à des modèles analytiques de la littérature et à des simulations numériques (qui seront réalisées en parallèle de ce stage). Selon l’avancement, on pourra également étudier l’impact d’une surface texturée, également en rotation.

Profil recherché

Bac + 5 (master 2 ou dernière année d’école d’ingénieur)

• Solides connaissances en mécanique des fluides, motivé pour un sujet éxperimental.
• Compétences en analyse de données, résolution de problèmes, et maîtrise de logiciels tels que MATLAB ou Python.
• Esprit proactif, capacité à travailler de manière autonome et en collaboration.

Mots-clefs : refroidissement machines électriques, fluidodynamique, experimentation

Durée et période du stage : 6 mois entre février/mars et aout/septembre 2027
Lieu du stage : Rueil-Malmaison

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