Emploi/Divers - [Stage M2] Impact de gouttes de gels de décontamination pulvérisables : étude expérimentale

Description :
Les gels de décontamination, suspensions colloïdales présentant un seuil d’écoulement, sont utilisés dans le domaine nucléaire pour la décontamination de surfaces. Pulvérisés à leur contact, ces gels vont piéger les radioéléments et, après séchage sous forme de paillettes solides, être récupérés par brossage ou aspiration. Ce procédé réduit les risques d’exposition prolongée des opérateurs, de fuites, et évite le traitement d’effluents liquides. Des études portant sur la composition de ces gels ont mis en évidence l’importance du couplage avec la rhéologie lors de la formation de couches au pouvoir décontaminant suffisant. En outre, d’autres travaux portant sur les fluides à seuil ont explicité leur dynamique d’étalement sur un substrat solide et l’importance de la forme initiale des gouttes. Cependant, la dynamique d’étalement d’un gel impactant un substrat composé du même fluide implique la formation de cratères et fractures, et reste à l’heure actuelle mal comprise. C’est un cas qui se produit lors de la mise en œuvre du procédé et qui conduit à des épaisseurs déposées excessives ou irrégulières, altérant l’étape de séchage du gel et donc l’efficacité de décontamination.
Afin d’y apporter des éléments de compréhension physique et de maitrise, ce stage, en collaboration avec le CEA Marcoule, s’intéressera à un problème fondamental : l’étalement d’une goutte d’un gel à seuil impactant une surface constituée d’une épaisseur de ce même gel. Plus précisément, l’étudiant.e analysera expérimentalement l’impact de gouttes de fluides modèles (carbopol et gels d’alumine) lancées à une vitesse et un angle donnés sur une couche millimétrique de ces mêmes fluides. Ces analyses seront menées à l’aide d’outils de caractérisation rhéologique et de visualisation (rhéomètres, caméra rapide, nappe laser…). Les résultats qui en émergeront ouvriront une voie à d’autres travaux d’optimisation de la pulvérisation des gels de décontamination. Le stage sera mené en parallèle d’un autre sujet, numérique.
Le/la candidat.e devra posséder des connaissances en science des matériaux et, idéalement, en rhéologie. Des expériences précédentes sur des techniques de caractérisation ou dans le montage d’un dispositif expérimental seront appréciées. Le travail aura lieu principalement au centre de Mise en Forme des Matériaux (CEMEF) de l’école des Mines de Paris, à Sophia Antipolis, dans le groupe Calcul intensif et Mécanique des Fluides (CFL). Une gratification de 600€/mois pour 6 mois de stage sera attribuée.
Contacts : Anselmo Pereira (anselmo.soeiro_pereira@minesparistech.psl.eu), Romain Castellani (romain.castellani@minesparis.psl.eu).
Ce stage est financé dans le cadre de l’appel à projet NEEDS 2022

Reference :

Date de démarrage : 13 février 2023

Durée :

Contacter :
Mines Paris, CEMEF
Romain Castellani, Anselmo Pereira
1, rue Claude Daunesse
email : romain.castellani@mines-paristech.fr
Téléphone : 0699650362