Contexte

Dans certaines futures expériences menées au sein des boucles expérimentales du Réacteur Jules Horowitz (RJH), de l’hydrogène est utilisé intentionnellement comme gaz de procédé. Bien que sa manipulation soit maîtrisée, il est indispensable de prévoir un système de traitement à l’issue de son utilisation, afin d’éviter tout rejet dans l’environnement et de garantir un haut niveau de sécurité.

L’objectif est donc de neutraliser l’hydrogène directement à proximité de sa zone d’utilisation, pour limiter les risques liés au transport de gaz inflammable, tout en répondant aux exigences de sûreté et de respect de l’environnement.

Le projet Vortex, porté par la Direction des Énergies (DES) du CEA, développe une technologie innovante de neutralisation passive, reposant sur des matériaux catalytiques permettant la recombinaison de l’hydrogène avec l’oxygène de l’air pour former de la vapeur d’eau, sans flamme, via une réaction catalytique amplifiée. Cette solution présente l’avantage d’être compacte, autonome, sans consommation énergétique, et parfaitement adaptable à un environnement confiné.

 
Objectif du stage

Le stage a pour but de concevoir et dimensionner un système de neutralisation de l’hydrogène basé sur la technologie Vortex, spécifiquement adapté aux conditions des boucles RJH. D’évaluer l’efficacité des systèmes proposés grâce à la réalisation de mesure chimiques, optiques et de définir le mode d’utilisation le plus adapté afin de répondre au cahier des charges.

Le stagiaire contribuera à :

-Étudier les conditions expérimentales de l’utilisation de l’hydrogène (pression, composition gazeuse, température, débits, architecture locale) ;
-Proposer une conception adaptée (forme, matériau, positionnement) permettant une neutralisation efficace et localisée du gaz ;
-Modéliser les phénomènes couplés (écoulement, transfert thermique, réaction catalytique) pour optimiser le dispositif ;
-Évaluer les performances en termes d’efficacité de recombinaison, sécurité, encombrement et intégration dans l’environnement RJH.
 
Déroulement du stage

Sous la supervision des ingénieurs du CEA, le stage se déroulera en plusieurs étapes :

-Analyse fonctionnelle et définition du cahier des charges basé sur les spécificités des expériences utilisant l’hydrogène ;
-Modélisation et simulations multiphysiques, pour tester différentes géométries et configurations (outils possibles : COMSOL®, Fluent…) ;
-Prototypage et/ou validation expérimentale sur banc de test, selon l’avancement et les besoins du projet.

Début du stage : février 2026
Durée : 5 à 6 mois
Lieu : CEA Saclay (DES)

Compétences recherchées

-Solides connaissances en mécanique des fluides, transferts thermiques et réactions catalytiques ;
-Maîtrise d’un ou plusieurs outils de simulation numérique (COMSOL Multiphysics®, ANSYS Fluent, etc.) ;
-Intérêt pour les technologies liées à l’hydrogène et la sécurité des procédés ;
Esprit d’analyse, rigueur, autonomie et capacité à travailler en interface avec des équipes pluridisciplinaires.