Description du sujet de thèse
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Caractérisation expérimentale et numérique de plasmas produits par impulsions de courants intenses
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Le projet EOLE " Electro-explosion Obéissant à la Loi d'Echelle " explore une technique originale pour simuler les effets d'une explosion de forte énergie. L'injection d'un courant impulsionnel intense dans un fil ou un ruban provoque son explosion et génère une onde de souffle sphérique qui se propage dans l'air ambiant, puis vient interagir avec une maquette sous test. La faisabilité de cette technique a été démontrée en 2021 au CEA/Gramat en développant un générateur compact de courant impulsionnel intense (qq centaines de kA) ainsi qu'une configuration de fil explosé permettant de générer une explosion sphérique d'énergie conforme aux attentes.
L'objectif de ces travaux de thèse est d'utiliser différents codes de calculs développés au CEA afin de caractériser le plasma généré lors des expérimentations avec le générateur EOLE. Plus précisément, il s'agit de caractériser le plasma produit lorsqu'un courant impulsionnel intense se propage dans un fil métallique placé dans l'air ambiant.
A partir de mesures expérimentales mises en oeuvre (spectroscopie, mesures de vitesse, mesures de pression, ...), le(a) candidat(e) devra restituer ces résultats par simulation avec des codes existants . L'une des premières restitution consiste à utiliser une modélisation collisionnelle - radiative des ions pour comprendre la phénoménologie du plasma créé. Un deuxième outil consiste à utiliser un code Lagrangien monodimensionnel prenant en compte les effets hydrodynamiques engendrés par l'explosion.
Dans un premier temps, une étude bibliographique portant sur la génération de plasmas hors équilibre par impulsions de champs électriques, sera effectuée. Dans un deuxième temps, les modélisations avec le code 1D Lagrangien permettront de déterminer les paramètres macroscopiques du plasma. La modélisation du plasma sera effectuée dans un troisième temps en tenant compte du rayonnement produit par le plasma, et des collisions entre les ions. Enfin, les résultats du modèle seront validés par comparaison avec des mesures électromagnétiques (courants, tensions, champs E et H) et optiques (spectrométrie d'émission) effectuées sur le moyen EOLE.
Université / école doctorale
Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal (EEATS)
Grenoble INP
Localisation du sujet de thèse
Site
Gramat
Critères candidat
Formation recommandée
Electromagnétisme, génie électrique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2025
Personne à contacter par le candidat
SOULIE Simon < email supprimé pour raison de sécurité >
CEA
DAM/DEA//DEA
BP 80200
46500 GRAMAT
05 65 10 54 32
Tuteur / Responsable de thèse
BONIFACI Nelly < email supprimé pour raison de sécurité >
Université Grenoble Alpes
Grenoble Génie Electrique
Bâtiment GreEn-ER, 21 avenue des martyrs, CS 90624
38031 Grenoble CEDEX 1
FRANCE
04 56 52 86 98
En savoir plus
https://g2elab.grenoble-inp.fr/fr/le-laboratoire
https://www-dam.cea.fr/
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Caractérisation expérimentale et numérique de plasmas produits par impulsions de courants intenses
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Le projet EOLE " Electro-explosion Obéissant à la Loi d'Echelle " explore une technique originale pour simuler les effets d'une explosion de forte énergie. L'injection d'un courant impulsionnel intense dans un fil ou un ruban provoque son explosion et génère une onde de souffle sphérique qui se propage dans l'air ambiant, puis vient interagir avec une maquette sous test. La faisabilité de cette technique a été démontrée en 2021 au CEA/Gramat en développant un générateur compact de courant impulsionnel intense (qq centaines de kA) ainsi qu'une configuration de fil explosé permettant de générer une explosion sphérique d'énergie conforme aux attentes.
L'objectif de ces travaux de thèse est d'utiliser différents codes de calculs développés au CEA afin de caractériser le plasma généré lors des expérimentations avec le générateur EOLE. Plus précisément, il s'agit de caractériser le plasma produit lorsqu'un courant impulsionnel intense se propage dans un fil métallique placé dans l'air ambiant.
A partir de mesures expérimentales mises en oeuvre (spectroscopie, mesures de vitesse, mesures de pression, ...), le(a) candidat(e) devra restituer ces résultats par simulation avec des codes existants . L'une des premières restitution consiste à utiliser une modélisation collisionnelle - radiative des ions pour comprendre la phénoménologie du plasma créé. Un deuxième outil consiste à utiliser un code Lagrangien monodimensionnel prenant en compte les effets hydrodynamiques engendrés par l'explosion.
Dans un premier temps, une étude bibliographique portant sur la génération de plasmas hors équilibre par impulsions de champs électriques, sera effectuée. Dans un deuxième temps, les modélisations avec le code 1D Lagrangien permettront de déterminer les paramètres macroscopiques du plasma. La modélisation du plasma sera effectuée dans un troisième temps en tenant compte du rayonnement produit par le plasma, et des collisions entre les ions. Enfin, les résultats du modèle seront validés par comparaison avec des mesures électromagnétiques (courants, tensions, champs E et H) et optiques (spectrométrie d'émission) effectuées sur le moyen EOLE.
Université / école doctorale
Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal (EEATS)
Grenoble INP
Localisation du sujet de thèse
Site
Gramat
Critères candidat
Formation recommandée
Electromagnétisme, génie électrique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2025
Personne à contacter par le candidat
SOULIE Simon < email supprimé pour raison de sécurité >
CEA
DAM/DEA//DEA
BP 80200
46500 GRAMAT
05 65 10 54 32
Tuteur / Responsable de thèse
BONIFACI Nelly < email supprimé pour raison de sécurité >
Université Grenoble Alpes
Grenoble Génie Electrique
Bâtiment GreEn-ER, 21 avenue des martyrs, CS 90624
38031 Grenoble CEDEX 1
FRANCE
04 56 52 86 98
En savoir plus
https://g2elab.grenoble-inp.fr/fr/le-laboratoire
https://www-dam.cea.fr/
