Stage Recherche - Simulation d'un streamer dans les mélanges CO2/O2 (F/H)

brique des disjoncteurs haute tension destinés à ses clients nationaux et internationaux.

Job Description

Résumé :

Le stage comportera deux étapes : une prioritaire qui consistera à se familiariser avec un code 2Drz " maison " de simulation d'une décharge filamentaire de type streamer (précurseur du claquage), de l'adapter puis d'effectuer des tests de propagation dans différents mélanges CO2/O2. L'autre, optionnelle en fonction de l'avancée de la 1ière, destinée à se familiariser avec la simulation fortran en développant un code de calcul du potentiel électrique dans une configuration 2Dxy dans une géométrie proche d'une configuration industrielle. La personne effectuera son stage au LAPLACE à Toulouse et sera salariée de la société GE Vernova.

Contexte :

Afin d'améliorer la compatibilité environnementale des disjoncteurs de tension, il est nécessaire de trouver des alternatives au gaz SF6, actuellement très répandu mais possédant un potentiel de réchauffement planétaire très élevé. Des mélanges gazeux combinant CO2, O2 et d'autre type de gaz sont des candidats prometteurs pour les applications d'isolation et de commutation. Lors des commutations en particulier, des décharges de type streamer peuvent apparaître et se développer jusqu'à relier les 2 électrodes ouvertes et générer un claquage constituant en défaut sévère d'isolation.

Dans ce contexte, la simulation peut apporter des informations précieuses sur la physique du développement des streamers en fonction des mélanges gazeux CO2/O2.

Sujet :

Au sein du LAPLACE, plusieurs codes fortran 2D et 3D dans des configurations d'étude plan-plan ou pointe-plan ont été développés pour l'étude des streamers dans l'air. L'objectif de ce stage est double : il est de passer de l'air à des mélanges CO2/O2 dans une configuration simple 2D plan-plan et de réaliser un code de calcul du potentiel électrique dans une configuration industrielle comprenant des électrodes métalliques et des diélectriques.

Le stage se déroulera au LAPLACE en plusieurs étapes :

Partie 1 :

• Compréhension du modèle et de la physique de développement des streamers

• Analyse des données de base dans les mélanges CO2/O2 (incluant la photo-ionisation)

• Modification du code pour la prise en compte des mélanges CO2/O2

• Simulation, étude et analyse des résultats pour différents mélanges

Partie 2 (en fonction de l'avancée de la partie 1) :

• Etude de la discrétisation de l'équation de Poisson et de la prise en compte des barrières diélectriques.

• Programmation d'un code fortran 2D pour le calcul du potentiel dans une configuration industrielle.

Compétences attendues :

• Appétences pour la programmation informatique et les outils mathématiques de résolution d'équations différentielles

• Culture scientifique en physique des plasmas et/ou mécanique des fluides et/ou génie électrique et/ou physique générale

• Etre curieux et motivé par le sujet

• Savoir présenter ses résultats et posséder de bonnes capacités rédactionnelles

Lieu du stage :

LAPLACE UMR 5213, CNRS, Toulouse INP, Université de Toulouse 3, Paul Sabatier, Bât 3R2, 118 rte de Narbonne, 31650 Toulouse.

Poursuite en thèse :

OUI dès octobre 2026 sur bourse CIFRE en co-direction GE Vernova / LAPLACE.

Additional Information

Relocation Assistance Provided: No