La matrice du procédé de trempe est fondamentale pour garantir la qualité des pièces qui constituent les différents équipements industriels, notamment ceux des centrales nucléaires. Les phénomènes associés à ce procédé sont complexes, car ils sont multiparamétriques et interdépendants. Les données et les corrélations existantes pour estimer les échanges thermiques ne permettent pas de décrire finement l’évolution thermique des pièces de trempe qui déterminent leurs caractéristiques mécaniques.

Dans le cadre du programme R&D de Framatome, différentes études sont amenées dans le but de comprendre et de quantifier les mécanismes de transfert thermique dans les différents régimes d’ébullition dans le procédé de trempe. Ces études portent sur deux volets complémentaires : les essais expérimentaux et les calculs (type CFD et/ou simulations numériques avec Python).

Des expériences sont réalisées avec des moyens d’essais dédiés et adaptés à la phénoménologie étudiée. Ces moyens sont conçus et exploités au sein de Framatome (Centre Technique du Creusot). Les aspects d’instrumentation et d’analyse de données font aussi partie intégrale des compétences développées dans ce centre.

Les résultats de ces études expérimentaux servent à la compréhension phénoménologique et à la création des corrélations qui peuvent être intégrées dans de codes CFD dont l’objectif est de développer un outil industriel robuste.

Ces deux activités sont développées au sein de Framatome dans des équipes de travail distinctes, avec des échanges étroits et complémentaires. Les équipes de Framatome sont le Centre Technique basé au Creusot, l’ingénierie basée à Lyon et Framatome Forge également au Creusot.

Objectifs de la Thèse
La thèse porte sur deux actions :
- Réalisation des essais (60% à 70% du temps) :
La génération des données expérimentales (avec analyse et interprétation) permettra la compréhension phénoménologique et la création de modèles (e.g. corrélations) pour simuler une trempe. De plus, les équipes et le/la doctorant(e) apporteront des développements sur l'instrumentation côté fluide ainsi que l'évolution du moyen d'essai.

- Simulation (20% à 30% du temps) :
Le développement des modèles mathématiques permettra de faciliter la compréhension des résultats, obtenir des corrélations macroscopiques et créer un modèle numérique industriel robuste.

Profil du thésard(e) :

Le candidat devra avoir un fort intérêt pour les études/recherches expérimentales (montages, réalisation des essais, instrumentation, interprétation des résultats (calculs Python)) et avec des compétences permettant d’interagir / échanger avec des travaux numériques type CFD, notamment STARCCM+. Une formation scientifique (école d’ingénieur ou université) incluant la mécanique de fluides, les transports d’énergie, les mathématiques sera donc requise.

Autonomie et prise d’initiative, intégration dans l’équipe, et respect intégral des normes de sécurité et des valeurs Framatome.

Où la thèse sera réalisée :

Le/la doctorant(e) sera basé au Centre Technique Framatome du Creusot (71200), dans la Section de Mécaniques de Fluides et Thermie (80% du temps).

L’interaction avec le milieu universitaire est également nécessaire pour acquérir les aspects scientifiques et les formations propres d’un parcours de thèse. Le/la doctorant(e) devra passer 20% du temps par an à l’IMFT (Institut de Mécanique de Fluides de Toulouse).

Quand :

Cette thèse Cifre, devrait démarrer entre septembre à novembre 2026.

La date de démarrage dépendra de la date du dépôt du dossier à l’ANRT. Ce dossier est construit en concertation avec les trois parties : Framatome, IMFT et le/la candidat(e).

Compétences requises

Etudiant(e) en fin de Master ou 3ème année d'école d'ingénieur (généraliste, mécanique, énergie, mécanique des fluides …).

Stage de fin d'études de 6 mois.

Goût prononcé pour la réalisation des essais expérimentaux et leur analyse (exploitation de résultats expérimentaux et comparaison avec des résultats expérimentaux issues de la bibliographie).