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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-17-0548

DOMAINE DE RECHERCHE
Energie, thermique, combustion, écoulements / Sciences pour l'ingénieur
INTITULÉ DU SUJET Français English

Étude des transferts de masse et de chaleur en hélium superfluide en milieux confinés

RÉSUMÉ DU SUJET

La structure confinée des bobinages des aimants supraconducteurs d'accélérateur limite le refroidissement même lorsque le réfrigérant est l’hélium superfluide. Les isolations électriques créent un réseau de micro-canaux ayant des dimensions de l'ordre de 1 à 10 µm. L’espace entre les colliers, d’environ 200 µm, est un autre exemple. Lors des quenchs d’aimant (passage de l’état supra-conducteur à l’état résistif), la dissipation d’énergie est telle que l’hélium subit différents changements de régime thermique associés à des changements de phase. La compréhension des phénomènes thermiques en hélium superfluide à ce niveau de confinement est nécessaire pour l’étude des phénomènes transitoires comme les quenchs de ce type d’aimants. On propose d'étudier expérimentalement les transferts de chaleur en hélium superfluide dans des canaux, seul ou en réseau, ayant des diamètres hydrauliques allant de 200 µm à quelques microns. Les tests seront réalisés dans une station d’essais permettant de créer un bain d’hélium superfluide statique avec une température contrôlée au milli-kelvin. Les mesures seront couplées à une modélisation numérique sous Fluent®. Les transferts de chaleur seront étudiés en utilisant le modèle à deux fluides de Landau (équations Navier-Stoke modifiées) décrivant le comportement de l’hélium. Un code 3D a été développé et la modélisation des résultats expérimentaux devra être réalisée.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Master 2 ou Grande école d'ingénieur

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'univers
Service des Accélérateurs, de Cryogénie et de Magnétisme
Laboratoire Cryogénie et Stations d'Essais
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2017
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Bertrand BAUDOUY  

CEA
DSM/IRFU/SACM/LCSE
CEA Saclay
DSM/Irfu/SACM
Bâtiment 123
91191 Gif-sur-Yvette

Téléphone : +33 1 69 08 42 07

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
PHENIICS
DIRECTEUR DE THÈSE

Bertrand BAUDOUY

CEA
DSM/IRFU/SACM/LCSE
CEA Saclay
DSM/Irfu/SACM
Bâtiment 123
91191 Gif-sur-Yvette