Post-doctorant AZURITE F/H

Contexte de l’étudeLe post-doctorat fait partie d’un projet financé par la région Nouvelle-Aquitaine et Safran (« Azurite ») porté par l’IRCER et l'institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux (I2M) de l’Institut National Polytechnique de de Bordeaux et l’entreprise Safran. Ce projet consiste à développer le jumeau numérique d'un procédé de revêtement industriel émergent : la projection plasma de suspension (procédé SPS, figure 1). La suspension liquide contenant les particules submicroniques du matériau à déposer est injectée dans un jet de plasma thermique (> 10 000K) pour être fragmentée et évaporée, libérant les particules submicroniques individuelles ou agglomérées qui sont alors accélérées et fondues et vont impacter et s’étaler sur la pièce à revêtir pour former un dépôt, ici des barrières thermiques pour des aubes de turbines de moteurs aéronautiques.  L’objectif est d’établir la relation entre les paramètres opératoires du procédé et la microstructure du revêtement et ce, de façon à optimiser le procédé, les propriétés du revêtement et à développer plus rapidement de nouveaux dépôts. Ainsi, ce jumeau numérique est destiné, à termes, à réaliser des simulations massives pour entrainer des algorithmes d’Intelligence Artificielle. Le développement de ce jumeau passe par la modélisation de la formation du plasma par l’arc électrique suivant une approche MagnétoHydoDynamique (MHD) (1), le développement turbulent du jet avec l’injection et la fragmentation hydrodynamique de la suspension (2), le traitement des gouttes de suspension par le plasma (3), l’impact des particules fondues sur le substrat et la construction du dépôt (4) en fonction de ses paramètres opératoires. Ces modèles, développés avec des codes différents, échangent des données. Le travail de post-doctorat concerne le premier modèle, la modélisation de la formation du plasma par une approche MagnétoHydoDynamique (MHD) dans la torche et la gestion des échanges de données entre modèleCréée en 1968, l’Université de Limoges est une université de proximité à taille humaine qui forme plus de 16.000 étudiants et emploie plus de 1 800 agents permanents.Au cœur de l’Europe, c’est un important pôle d’enseignement supérieur pluridisciplinaire, dans un environnement des plus propices à l’épanouissement scientifique. Ouverte, elle est un lieu foisonnant d’interactions, avec une population étudiante multiple, des structures d’accueil efficaces, des équipes proches, des formations fondées sur des recherches de très haut niveau et pour des débouchés bien identifiés. Son excellence scientifique, avec des laboratoires de pointe et des partenariats de grande envergure, contribue à inventer le monde de demain. Description du travail de post-doctoratLe travail proposé consiste à modéliser et simuler la formation du plasma dans la torche par l'arc électrique par la résolution simultanée des équations de Navier et Stokes couplées aux équations de l'électromagnétisme. Ce modèle est développé à l’IRCER avec le code CFD open source, Code Saturne développé par Electricité de France (EDF) depuis une dizaine d’années. Il inclut la modélisation des électrodes et est réalisé par deux approches différentes : sous hypothèse d’Equilibre Thermodynamique Local (ETL), l’écoulement est alors représenté par une température unique et un modèle hors ETL, à deux températures (2T), une pour les espèces lourdes et une pour les électrons, issues de la résolution de deux équations distinctes de conservation de l’énergie mais couplées. Ce modèle devra être amélioré et adapté à la géométrie de la torche et aux gaz plasmagènes utilisée par la société Safran. Différentes conditions opératoires seront testées. Les travaux de l'institut de recherche sur les céramiques - IRCER - ont pour objet l'étude des transformations de la matière intervenant dans la mise en œuvre de procédés céramiques et de procédés de traitements de surface. L'activité du laboratoire s'inscrit ainsi à l'intersection du domaine des matériaux - céramiques pour la plupart - et de l'ingénierie des procédés. L'IRCER regroupe sur 8500m², dans un bâtiment nommé « Centre Européen de la Céramique », l'ensemble de ses personnels (200 membres), et de ses équipements. Reconnu internationalement, l'institut associe des équipes de chercheurs CNRS et d'enseignants-chercheurs de l'Université de Limoges, en chimie, physique et mécanique des matériaux base-céramiques, et en physique des procédés plasmas, ainsi que des ingénieurs, techniciens et personnels administratifs.L’axe Procédé Plasmas et Lasers œuvre depuis les années 70 dans le domaine de la projection plasma et de ses applications industrielles. Dans ce cadre, l’IRCER applique une approche expérimentale et numérique du génie des procédés pour comprendre les mécanismes élémentaires qui interviennent en projection plasma. Pour ce faire, il développe des outils de diagnostics spécifiques qui permettent par exemple de suivre le traitement des particules en vol et à l’impact sur le substrat en projection plasma conventionnelle et des outils qui permettent d’observer l’interaction d’un jet de suspension et d’un jet de plasma et son atomisation. Dans le cadre de sa double