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Conception et Optimisation d'un propulseur chimique "vert"

Description

Dans le cadre du projet d'intérêt commun CNES / ONERA « Propulsion à Monergol Vert » (PMV) signé en 2016, ces deux établissements développent actuellement un propulseur fonctionnant avec un ergol vert haute performance destiné à remplacer l'hydrazine sur les plateformes satellites. Après des actions de Recherche et Développement sur les sous-systèmes "ergol", "matériau" et "allumeur", les activités portent maintenant sur l’étude du propulseur complet et son optimisation.

L’objectif macroscopique de la thèse est de concevoir et optimiser la structure d'un propulseur. Pour ce faire, le doctorant devra mener des activités duales calculs/expérimentations.

Plus précisément, la conception du moteur nécessitera la réalisation d'essais sur un banc expérimental spécifique afin de caractériser le mode de combustion du monergol vert. Un banc a déjà été bâti et est actuellement utilisé. Il permet de quantifier la vitesse de régression et le taux de fragmentation d'une goutte d'ergol isolée en environnement contrôlé. Il devra être complété/amélioré pour augmenter sa fiabilité et sa précision.

Par ailleurs, le jeune chercheur concentrera l'autre partie de son travail à la réalisation de modèles numériques spécifiques afin de représenter l'injection, l'allumage et la combustion du monergol dans un moteur-fusée. Les modèles seront bâtis sous la chaîne Cèdre de l'ONERA. En particulier, la régression et la fragmentation des gouttes devra être correctement représentée.

La phase d'optimisation de la structure du propulseur portera sur l'intégration du système d'allumage et l'étude thermomécanique de l'ensemble vanne-propulseur. Une optimisation sous contraintes devra être conduite pour maximiser les performances tout en garantissant la tenue de la structure.

Le doctorant pourra participer aux autres activités du laboratoire sur ce thème (banc vitesse de flamme, essais d'allumage, etc.).

Cette thèse vient dans la poursuite des travaux doctoraux menés actuellement sur le sujet.

Profil

Ingénieur/Master de Recherche en Energétique / mécanique des fluides. Solides connaissances en thermique et mécanique. Profil dual modélisation numérique / expérimentation.

Travail en équipe (ingénieurs, techniciens). Etre habilité pour l'accès en ZRR + zone pyrotechnique.

Description de la structure
Laboratoire d'accueil : ONERA/DMPE/LPF
Directeur(rice) de thèse/recherche : Anthoine Jérôme
E-mail du directeur(rice) de thèse/recherche : jerome.anthoine@onera.fr
Responsable Cnes de l'offre : PELLETIER Nicolas

Pour postuler à cette offre, nous vous invitons à vous rapprocher du directeur/rice de thèse et compléter avec son aide la partie cofinancement  du formulaire en ligne (Répondre à l’offre)  pour le 1er avril 2019.

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