Post-Doc (H/F) Modélisation et étude expérimentale d’un réacteur solaire

Les travaux seront réalisés dans le cadre d’un projet ANR sur la métallurgie solaire. L’objectif principal du projet de recherche est de développer un procédé métallurgique durable à faibles émissions de CO2 en utilisant l’énergie solaire concentrée pour réduire le minerai de fer et en remplaçant le coke par des réducteurs sans carbone comme l’hydrogène.

Un nouveau réacteur solaire à flux continu pour la réduction du minerai de fer a été développé au laboratoire PROMES. Il sera testé au foyer d’un concentrateur solaire pour déterminer les performances telles que les rendements et la qualité des produits en fonction des conditions d’exploitation. Les produits collectés seront également analysés par différentes techniques de caractérisation afin de déterminer leur composition et leur morphologie. Des campagnes expérimentales seront menées pour déterminer les performances du réacteur.

En parallèle, le réacteur solaire sera modélisé selon deux approches : la modélisation CFD (Computational Fluid Dynamics) et la simulation globale qui sera validée par comparaison avec des expérimentations. Le modèle CFD (Ansys Fluent) sera utilisé pour déterminer les profils de température et de vitesse. Un modèle diphasique sera développé incluant le transfert de chaleur et de masse et la réaction chimique. Le deuxième modèle sera basé sur les équations globales des bilans de masse et d’énergie en fonctionnement transitoire.

Des activités expérimentales et de modélisation seront développées :
– Modélisation CFD du réacteur avec Ansys Fluent,
– Simulation dynamique globale pour la prédiction des performances en fonction des variations du flux solaire,
– Etudes expérimentales du réacteur solaire au foyer d’un concentrateur solaire à Odeillo,
– Détermination des performances, bilans massiques et énergétiques, analyse des gaz et caractérisation des produits solides,
– Traitement des données, exploitation et analyse détaillée des résultats, rédaction de reporting/articles.

Le poste sera localisé au laboratoire PROMES Odeillo (four solaire CNRS 1MW) situé dans les Pyrénées Orientales à 1600 m d’altitude, à 100 km de Perpignan, 20 km de l’Espagne et 40 km d’Andorre. Promes est une unité de recherche du CNRS (UPR 8521) appartenant à l’institut INSIS. Les travaux seront réalisés au sein de l’équipe Carburants Solaires d’Odeillo qui développe des recherches sur la production de nouveaux vecteurs énergétiques et matériaux par des procédés thermochimiques.