INGENIEUR POST DOC - Modélisation - mécanique des fluides
METALOR est spécialiste de la fabrication de contacts électriques destinés aux appareils basse ou moyenne tension tels que les disjoncteurs ou les contacteurs. Les applications finales de ces appareils sont très variées, cependant les secteurs clés sont la domotique, le transport et l'industrie. Les matériaux utilisés doivent être d’excellents conducteurs électriques et ils doivent faire preuve d’une grande résistance à l’érosion et au collage (surtout pour les disjoncteurs qui sont des organes de sécurité). Les matériaux de contacts ont une matrice argent ou cuivre, et selon les applications, il est possible d’ajouter des oxydes (contacteurs) ou des métaux réfractaires. La majeure partie de la production est issue de la métallurgie des poudres.
Aujourd'hui, METALOR fabrique ses poudres d'argent au moyen d'un procédé d'atomisation à l'eau. Dans ce procédé, plusieurs jets d'eau à haute pression frappent un filet de métal fondu et le fragmentent en petites gouttelettes qui se solidifient en formant des poudres. La granulométrie de ces poudres a une dispersion relativement importante, ce qui exige un tamisage retirant environ une quantité non négligeable de la matière. Ainsi, cette opération nécessite de refondre et de réatomiser la quantité retirée de l'ensemble de la masse initialement traitée.
En effet, les paramètres opératoires du procédé d'atomisation à l'eau, tels que la pression d'injection, l'angle de l'apex et le débit de l'eau projetée, ainsi que la densité, la viscosité, la tension superficielle, la température du métal fondu, jouent un rôle prépondérant dans les mécanismes de l'atomisation. La tour d'atomisation à l’eau installée chez METALOR est aujourd'hui utilisée pour la production et il est impossible d'effectuer une instrumentation pour comprendre en détail l'influence de chacun des paramètres et les conséquences sur les caractéristiques des poudres. La compréhension physique du jet d'eau et de la fragmentation du métal liquide, qui conditionnent la taille des gouttelettes formées, est essentielle pour améliorer les rendements du procédé et pour produire des poudres correspondant aux demandes du marché des contacts électriques. Ainsi, le passage par la simulation numérique et la description détaillée des propriétés du jet d'eau semble une étape en amont essentielle pour permettre d’optimiser au mieux la production de poudre. D’autre part, la construction de blocs de simulation numérique permettrait de prédire la taille de poudre en fonction des paramètres du métal liquide et de l'eau, et donc d’accélérer le développement de nouveaux alliages d'argent.
Le projet SILVERPOWDER vise à fournir les premiers outils nécessaires à la simulation du procédé, avec la description du jet d'eau sortant d'une buse à jet plat, puis à mettre en place une première modélisation du processus d'atomisation.
Objectifs :
La démarche adoptée dans le cadre de ce projet se décompose en 2 parties interdépendantes. La première partie est la modélisation de la buse en géométrie réelle avec les paramètres du jet d’eau, à laquelle sera ajoutée dans une deuxième partie une description du comportement du métal liquide afin d’étudier les interactions métal/eau et la fragmentation du métal liquide. Un lot de suivi et de recherche bibliographique accompagne les différentes étapes du projet.
Profil recherché :
Le candidat devra être titulaire d’une thèse en Mécanique des fluides et énergétique ou plus généralement en Sciences de l’ingénieur avec des compétences solides en CFD (Computational Fluid Dynamics).
Le candidat devra avoir de solides compétences en matière de modélisation physique et numérique des écoulements diphasiques en utilisant Ansys-Fluent.
Poste à pourvoir début 2024