Chercheur Imagerie en Lumière Visible et par Rayons X pour les Écoulements Diphasiques H/F CNRS

Le projet ANR CRIOBOIL vise à étudier les transferts thermiques et massiques qui se produisent dans les réservoirs de stockage de liquides cryogéniques soumis à des mouvements de ballottement pendant le transport. Notre objectif est de fournir une meilleure description de ces processus physiques ainsi que des résultats pratiques tels que la prévision et l'atténuation du taux d'ébullition dans les réservoirs de stockage de fluides cryogéniques (tels que le GNL, le LH2 ou l'oxygène liquide), y compris les réservoirs de propergol pour l'industrie spatiale. Ce projet de recherche vise donc à étendre les résultats et les lois d'échelle à ces fluides et applications. Cet objectif sera atteint grâce à des moyens expérimentaux et numériques développés au sein de notre consortium. Bien que le fluide qui nous intéresse soit principalement l'hydrogène liquide, nous mènerons des expériences en utilisant l'azote liquide comme fluide modèle pour des raisons pratiques et de sécurité, en faisant correspondre les groupes non dimensionnels pertinents, tout en conservant toutes les propriétés physiques ciblées, telles que le phénomène d'évaporation qui est également observé pour l'azote.
Activités
L'activité principale consistera à constituer une base de données expérimentale substantielle sur la dynamique de l'interface soumise à des mouvements de ballottement, ainsi que sur les encapsulations de bulles et les créations de gouttelettes associées à des événements de fragmentation. Pour ce faire, on s'appuiera sur des techniques d'imagerie avancées ainsi que sur des sondes optiques afin de décrire de manière exhaustive les écoulements turbulents à diphasiques formés par le ballottement de l'azote liquide, en mettant l'accent sur les conditions de ballottement intense et en l'absence de changement de phase (en contrôlant le flux thermique et les conditions de pression) afin d'exploiter pleinement l'accès optique sans précédent dans le cryostat. Le ballottement imposé au cryostat sera toujours mesuré à l'aide d'un accéléromètre en conjonction avec d'autres mesures, ce qui permettra de conditionner une quantité à un moment donné tout au long de la période de ballottement (mesures à phase verrouillée).
Les principales tâches expérimentales consistent à capturer :
- Les statistiques/la dynamique et la fragmentation de l'interface, à l'aide d'une imagerie rapide rétroéclairée et de sondes optiques, afin de récupérer la dynamique temporelle de l'interface et les statistiques de la densité de l'interface et de la fraction volumique du liquide.
- La vélocimétrie en phase liquide et les populations de bulles, à l'aide de la vélocimétrie par images de particules et de l'imagerie rétroéclairée.
- La dynamique des écoulements diphasiques turbulents denses, à l'aide de l'imagerie à haute vitesse par contraste de phase aux rayons X à l'ESRF.
Des interactions sont prévues, en plus de celles au sein de l'équipe EDT, avec les partenaires du projet au CORIA, qui réalisent des simulations numériques et des mesures dans des conditions incluant du changement de phase. Des réunions et des rapports réguliers seront nécessaires dans le cadre de cette collaboration, en plus de la production scientifique habituelle attendue (par exemple, articles de revues, conférences).

Compétences
Compétences attendues :
- Dynamique des fluides expérimentale, écoulements diphasiques, turbulence, analyse d'images et de données,
- Compétences rédactionnelles en anglais, capacité à formuler/travailler sur un projet scientifique,
- Capacité à travailler en équipe.

Contexte de travail

Le Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels (LEGI) est une Unité Mixte de Recherche (UMR 5519) du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), de l'Institut National Polytechnique de Grenoble (Grenoble INP) et de l'Université Grenoble-Alpes (UGA). Le LEGI mène des activités d'une grande diversité avec un socle commun de compétences : la recherche en mécanique des fluides et des transferts.
La personne recrutée sera affectée à l'équipe EDT. L'équipe EDT (Ecoulements Diphasiques et Turbulences) se concentre principalement sur l'étude de systèmes modèles, comportant un nombre restreint de paramètres de contrôle, avec l'objectif d'identifier et de caractériser des mécanismes fondamentaux. Cette démarche porte sur des systèmes à dynamique complexe impliquant turbulence, inclusions (bulles, solides, gouttes, bactéries) et/ou interfaces (ondes, instabilités, turbulence d'onde, structures élastiques) ainsi que leurs interactions. Concernant plus particulièrement les aspects expérimentaux, outre la réalisation d'expériences dédiées, l'équipe développe divers instruments (sondes optiques, corrélation acoustique dynamique, imagerie hautes résolutions...) ainsi que des outils d'analyse spécifiques (mesures Lagrangiennes, statistiques conditionnelles...).
Le Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels (LEGI) est une Unité Mixte de Recherche (UMR 5519) du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), de l'Institut National Polytechnique de Grenoble (Grenoble INP) et de l'Université Grenoble-Alpes (UGA). Le LEGI mène des activités d'une grande diversité avec un socle commun de compétences : la recherche en mécanique des fluides et des transferts.
La personne recrutée sera affectée à l'équipe EDT. L'équipe EDT (Ecoulements Diphasiques et Turbulences) se concentre principalement sur l'étude de systèmes modèles, comportant un nombre restreint de paramètres de contrôle, avec l'objectif d'identifier et de caractériser des mécanismes fondamentaux. Cette démarche porte sur des systèmes à dynamique complexe impliquant turbulence, inclusions (bulles, solides, gouttes, bactéries) et/ou interfaces (ondes, instabilités, turbulence d'onde, structures élastiques) ainsi que leurs interactions. Concernant plus particulièrement les aspects expérimentaux, outre la réalisation d'expériences dédiées, l'équipe développe divers instruments (sondes optiques, corrélation acoustique dynamique, imagerie hautes résolutions...) ainsi que des outils d'analyse spécifiques (mesures Lagrangiennes, statistiques conditionnelles...).

Contraintes et risques

Pas de risque identifié
Pas de risque identifié