Stage - Modélisation et Simulation de Dispositifs Expérimentaux pour l'Étude de Milieux Granulaires H/F CEA

Vous serez accueilli·e au sein de l'IRESNE, institut de la DES, où vous intégrerez l'équipe du laboratoire et participerez pleinement à ses activités.

Contexte et objectifs :

L'étude des procédés de fabrication des combustibles nucléaires s'appuie sur deux composantes que sont la simulation numérique et l'expérimentation. Coté expérimental, un ensemble de dispositifs est utilisé pour la préparation et l'étude du comportements des poudres nucléaires (notamment le dioxyde d'Uranium UO2) : couloirs vibrants, rhéomètres, broyeurs, presses...

Du coté simulation numérique, Le CEA développe un code de Calcul Haute Performance (HPC) ExaDEM [1], basé sur la méthode des éléments discrets (Discrete Element Method - DEM), code essentiel pour la simulation prédictive des matériaux granulaires. Dans le but de comparer les expériences aux simulations numériques, une étude CAO des différents dispositifs expérimentaux est nécessaire.

L'objectif du stage est de capitaliser et réaliser les CAO de ces différents dispositifs expérimentaux et d'effectuer une première mise en données représentative des expériences à l'aide du code ExaDEM.

Étapes du stage :
Réaliser un inventaire des dispositifs expérimentaux d'intérêt (broyeurs, mélangeur, rhéomètres ...).
Élaborer les fichiers STL à l'aide d'un logiciel de CAO (Blender ou équivalent).
Prendre en main la méthode DEM et le code ExaDEM,
Mettre en place des simulations et réaliser une première validation des résultats pour des cas test simples.

Lieu du stage :

Le stage est proposé au sein de l'institut de recherche sur les systèmes nucléaires pour la production d'énergie bas carbone, situé sur le site du CEA Cadarache, à 30 minutes d'Aix-en-Provence, dans le sud-est de la France. L'institut mène notamment des activités de R&D sur les procédés de fabrication du combustible nucléaire. Ces activités associent simulation
numérique, modélisation et expérimentation.

Référence :
[1] Prat, R. et al (2025). ExaDEM: a HPC application based on exaNBody targeting scalable DEM simulations with complex particle shapes. Journal of Open Source Software, 10(106), 7484.