Stage M2
Mots clef : approche mushy-layer, solidification, désalinisation, simulation numérique, adaptation changement climatique.
Contexte & objectif : La dégradation de la qualité de l’eau douce, la modification de sa répartition terrestre en raison du réchauffement climatique et les besoins accrus de l’homme font que l’eau douce devient une ressource complexe à manager. La désalinisation de l’eau de mer est une des solutions envisagées actuellement pour gérer ces besoins croissants en eau douce. Dans ce cadre, la congélation sur paroi froide (ILC) est un procédé innovant envisagé pour la désalinisation de l’eau de mer, en raison de sa faible demande énergétique et de son absence de prétraitements de l’eau en amont. Ce procédé sépare l’eau de mer en deux phases (une phase solide (glace) et solution saline concentrée), en y appliquant des conditions opératoires proches de l’eutectique. Ce procédé n’est cependant pas encore mature technologiquement, car la pureté de la glace s’avère hétérogène, ce qui limite fortement le rendement du procédé. Une condition préalable à l’optimisation de ce procédé, est donc de comprendre finement les mécanismes de solidification de la glace dans l’eau salée, et de prédire la morphologie et la cinétique de croissance de la couche de glace dans le réacteur ILC. Dans cet objectif, ce stage de M2 vise à développer une approche de type Mushy-Layer, pour simuler numériquement la congélation de l’eau saline dans des conditions proches du réacteur ILC.
Méthode : Le principe de ce modèle est de décrire le front de solidification comme un milieu poreux o`u la glace et l’eau salée coexistent, et ce dont l’évolution est imposée par les équations de conservation. Un trait distinctif de l’approche MLM, est de tenir compte de l’influence de la convection de l’eau salée au sein des pores de la glace sur la morphologie de la couche de glace, tout en atteignant des échelles spatiales suffisantes pour décrire le procédé de solidification sur un domaine conséquent du réacteur. L’objectif du stage sera de proposer une approche MLM adaptée à la solidification de l’eau salée, d’implémenter informatiquement ce modèle, et de réaliser des simulations de croissance de la glace dans des conditions proches de celle du réacteur ILC.
Profil du candidat ou de la candidate :
Etudiant ou étudiante en cycle master disposant de connaissances solides en génie des procédés ou en science des matériaux, et présentant un intérˆet marqué pour la simulation numérique. Des compétences en programmation informatique sont souhaitables.
Informations pratiques : Stage d’une durée de 6 mois à partir de février 2026, encadré par Gilles Demange (Maˆıtre de Conférences) au sein de l’équipe ≪ Modélisation Multi-Echelles des Transitions de Phase ≫ (MMTP) du Groupe de Physique des Matériaux (GPM, UMR 6634, Université de Rouen-Normandie) et par Aurélie Galfré (Maˆıtresse de Conférences) de l’équipe DYCOP du laboratoire LAGEPP(UMR 5007, Université de Claude Bernard Lyon 1). Le GPM est un laboratoire reconnu pour l’étude des matériaux, tant sur le plan de la modélisation numérique que de l’instrumentation scientifique. Contact : gilles.demange@univ-rouen.fr,
