Thèse Optimisation Multi-Fidélité des Turbomachines Transsoniques et Transcritiques au Co2 H/F - 69

Établissement : Ecole Centrale de Lyon
École doctorale : MEGA - Mécanique, Énergétique, Génie Civil, Acoustique
Laboratoire de recherche : LMFA - Laboratoire de Mécanique des Fluides et Acoustique
Direction de la thèse : Alexis GIAUQUE
Début de la thèse : 2026-06-01
Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59

L'objectif général du projet de recherche de thèse de doctorat est de combiner des outils numériques avec plusieurs niveaux de précision afin de concevoir les turbomachines (compresseurs et turbines) qui seront utilisées dans le système réversible basé sur le cycle de Brayton visant à recycler la chaleur industrielle résiduelle. Le doctorant mènera ses recherches sur la base d'un outil existant basé sur les principes fondamentaux (TBC-rad) qui sera d'abord étendu pour prendre en compte les effets thermodynamiques supercritiques dans le CO2 et complété par un module supersonique fondé sur les travaux de Bufi & Cinnella. Dans un deuxième temps, à l'aide de processus bayésiens (Lam et al., 2015) et de nouvelles fonctions d'acquisition, le candidat combinera trois niveaux de fidélité (outil basé sur les principes fondamentaux / RANS / méthode de Boltzmann sur réseau) pour concevoir des turbomachines centrifuges répondant aux besoins du projet REVCO2. Les simulations numériques seront réalisées à l'aide de ressources informatiques partagées, locales (PMCS2I) et nationales (GENCI).

La nature intermittente des sources d'énergie renouvelables souligne la nécessité de diversifier et d'optimiser les systèmes de récupération et de conversion d'énergie afin de garantir un approvisionnement énergétique stable et sûr. Parmi les sources d'énergie potentielles, le rayonnement solaire, la combustion ou la gazéification de la biomasse, la chaleur géothermique et la chaleur industrielle résiduelle jouent toutes un rôle essentiel. Une solution prometteuse pour exploiter ces sources d'énergie est le cycle de Brayton au CO2 supercritique (sCO2), qui offre un rendement thermodynamique élevé, des équipements compacts et une adaptabilité à un large éventail de sources de chaleur, y compris les réacteurs nucléaires de nouvelle génération et la chaleur industrielle résiduelle. Cette thèse de doctorat s'inscrit dans le cadre du projet PEPR REVCO2, une collaboration d'ampleur entre quatre laboratoires de recherche (CETHIL, Lafset, LMFA et LUSAC) visant à développer un cycle Brayton sCO2 réversible polyvalent destiné à récupérer la chaleur industrielle résiduelle. Dans ce projet, le LMFA Centrale Lyon se concentre sur la conception globale des étages de turbomachines.