Sujet Stage FX OUF

STAGE / MASTER / INGENIEUR
CARACTERISTIQUES AERAULIQUES ET
PHYSIQUES DE GATEAUX
DE NANOPARTICULES EN FONCTION DE LEUR
STRUCTURE MORPHOLOGIQUE :
DEVELOPPEMENT EXPERIMENTAUX ET
MODELISATION.
Lieu :
Durée :
Disponibilité :
Laboratoire de Physique et de Métrologie des Aérosols, IRSN, Saclay (91).
6 à 8 mois.
Mars 2012
Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (EPIC - 1700 salariés), expert public des
risques, l'IRSN concourt aux politiques publiques en matière de sûreté nucléaire et de
protection de la santé et de l'environnement au regard des rayonnements ionisants.
Thématique
En cas d’incendies dans une installation nucléaire, les aérosols de combustion formés et piégés par les
filtres à Très Haute Efficacité sont composés en partie d’agrégats de nanoparticules de carbone pouvant
présenter une morphologie de type fractale. Par ailleurs, on rencontre des questionnements sur la
filtration des agrégats dans les procédés de fabrication, par exemple, de nanopoudres. Lors de leur
collecte, les agrégats vont former des dépôts dont la structure va influencer la résistance à l’écoulement
des filtres. Pour pouvoir prédire la durée de vie de ces filtres en situation normale ou accidentelle, il
convient de disposer d’outils afin de modéliser les propriétés structurales de ces dépôts.
Mission
Ce stage, qui se déroulera à l’IRSN à Saclay en collaboration avec le LRGP de Nancy, sera consacré à
des essais expérimentaux de colmatage de filtres plans par des aérosols nanostructurés dans des
conditions contrôlées de génération afin de faire varier la morphologie des nanoparticules et des
agrégats/agglomérats formés. Pour cela, on utilisera un banc expérimental, préalablement développé au
sein du laboratoire, reposant sur des porte-filtres classiques et sur l’utilisation de deux générateurs
commerciaux de nanoparticules. La porosité des gâteaux de nanoparticules ainsi formés sera
déterminée à l’aide de méthodes de microscopie optique et électronique. Les résultats expérimentaux
obtenus au cours du stage et au cours de précédents travaux menés à l’IRSN seront ensuite comparés
aux modèles théoriques disponibles. Cette comparaison permettra alors d’identifier les grandeurs
physiques spécifiques aux agrégats de nanoparticules pouvant influencer de manière significative le
colmatage des filtres plans. In-fine, un développement spécifique sera mené afin de proposer un modèle
théorique de porosité d’un gâteau de nanoparticules en lien avec leurs paramètres morphologiques
(taux de recouvrement, dimension fractale, dimension et nombre des particules primaire).
Intérêt du stage
Les thématiques étudiées par ce stage étant très vastes (combustion, métrologie, filtration et physicochimie des aérosols), le stagiaire pourra acquérir au sein d’un environnement scientifique faisant
référence dans le domaine des aérosols émis en situation d’incendie, des connaissances fondamentales
et pratiques, applicables à de nombreuses situations et tout particulièrement dans le domaine de la
sûreté des installations nucléaires, des émissions automobiles et aéronautiques mais aussi des
nanoparticules.
Personne à contacter :
Dr. François-Xavier OUF
IRSN/DSU/SERAC/LPMA
BP 68 91192 Gif-Sur-Yvette Cedex
[email protected]
01-69-08-60-73
Dr. François GENSDARMES
IRSN/DSU/SERAC/LPMA
BP 68 91192 Gif-Sur-Yvette Cedex
[email protected]
01-69-08-69-46