Titre du projet de recherche
Modélisation multi-échelle et simulation Euler-Euler de la dynamique de condensation dans la production de poudres métalliques de haute pureté
niveau d'étude
Doctorat
Directeur/codirecteur
Directeur : Fabian Denner
Fin de l'affichage
15 décembre 2025
Domaines d'expertise
Modélisation, simulation et méthodes des éléments finis
Pôle d'excellence principal
Modélisation et intelligence artificielle
Pôle(s) d'excellence secondaire(s)
Unité(s) et département(s)
Département de génie mécanique
Conditions
Les candidats retenus ont :
- Une bonne formation académique en dynamique des fluides et en modélisation numérique.
- Un diplôme universitaire d'ingénieur et l'ambition de réaliser un doctorat.
- Expérience de la programmation, de préférence en C++, dans le domaine de la modélisation numérique.
- Une attitude de travail proactive, orientée vers le travail d'équipe et la curiosité.
- Une affinité pour la dynamique des fluides, modélisation numérique et le calcul scientifique.
- Volonté de travailler en étroite collaboration avec notre partenaire industriel.
- Bonne capacité de communication écrite et orale en anglais.
- La maîtrise du français est un atout majeur.
Les candidats qui ne sont pas encore titulaires d'une maîtrise (ou d'un diplôme équivalent) seront d'abord inscrits en tant qu'étudiants en maîtrise de recherche, puis passeront au programme de doctorat après la première année d'études.
La personne sélectionnée commencera ses études en janvier ou en mai 2026.
Description détaillée
Les poudres métalliques sont essentielles aux technologies émergentes allant de l'énergie solaire et des semi-conducteurs aux batteries et à la fabrication additive. Le contrôle de la distribution de la taille des particules (DTP) de ces poudres au cours de la production à grande échelle reste un défi scientifique et technique majeur. Ce projet relève ce défi grâce à une modélisation et une simulation multi-échelles avancées de la condensation et de la solidification de la vapeur de cadmium en particules polydisperses. En combinant la modélisation de l'équilibre de la population, la CFD à haute performance et les données des processus à l'échelle industrielle, le projet vise à développer un outil prédictif pour comprendre et contrôler la formation des poudres. Les résultats soutiendront l'optimisation des processus dans des applications réelles et contribueront à la production durable de matériaux de haute pureté classés comme critiques et stratégiques par les gouvernements du monde entier.
Ce projet de doctorat vise à développer un cadre de modélisation prédictif et multi-échelle pour simuler la formation, la condensation et la solidification de particules de cadmium polydispersées. Au cœur de cette approche se trouve un modèle de population décrivant l'évolution de la distribution conjointe de la taille, de la vitesse et de la température des particules. Ce modèle sera construit à partir d'une base à méso-échelle et étendu à l'aide d'une méthode des moments conditionnels basée sur la quadrature (CQMOM) pour suivre les moments statistiques de la population de particules via des équations d'équilibre de population généralisées. Le modèle à grande échelle qui en résulte sera ensuite intégré dans un solveur CFD Euler-Euler à haute performance, prenant en compte le transfert de masse, de quantité de mouvement et de chaleur entre les phases, y compris les effets de la chaleur latente et les transitions de phase des particules. La méthode développée sera validée en utilisant à la fois des références bibliographiques et des résultats de simulation détaillés au niveau des particules provenant de travaux antérieurs. Dans la phase finale, le projet de doctorat simulera le processus complet de condensation dans des géométries industrielles, en utilisant des données de mesure in situ fournies par un partenaire industriel. Une étude systématique des paramètres du processus et de la conception du condenseur sera menée pour identifier les leviers de contrôle du DTP et d'optimisation du processus. Les résultats serviront directement aux campagnes expérimentales et contribueront à l'amélioration en temps réel du processus de production de poudre de cadmium.
De plus amples informations sur nos recherches sont disponibles sur le site web de notre groupe : www.polycfd.com
Les candidats intéressés doivent contacter Fabian Denner par courriel, en utilisant la ligne objet « Poudres polydisperses ».
Possibilité de financement
Le candidat retenu se verra offrir une bourse compétitive. Le financement de la participation à des conférences scientifiques et de la visite de nos partenaires de projet est également disponible.
Fabian Denner
Professeur agrégé
