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Dissociation de l'air lors de la rentrée atmosphérique

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Niveau requis : Master2 or Engineering Degree
Date de début : 1 février 2017
Durée de la mission : 6 mois
Date limite des candidatures : 13 janvier 2017
Rémunération : 650,00 euros/month

CONTEXTE

Divers types d'objets sont sujets à rentrer dans l'atmosphère en fin de mission. Dans certains cas, cette rentrée doit être contrôlée pour préserver l'intégrité du chargement à son bord. C'est par exemple le cas des capsules de retour de vol habité ou de sondes d'exploration. Dans d'autres cas et en particulier lors de la rentrée de satellites, l'objet se fractionne en une multitude de débris en pénétrant dans l'atmosphère. En cas d’impact ces débris peuvent laisser une trace au sol sur plusieurs kilomètres. Pour des questions évidentes de sécurité, tous les débris doivent intégralement se consumer dans l'atmosphère avant d'atteindre le sol. Dans le cadre de la Loi sur les Opérations Spatiales (LOS), le CNES a développé un code de certification visant à évaluer la capacité des satellites lancés depuis le territoire Français à se fractionner et à se consumer lors de la phase de rentrée. Ce code est basé sur une analyse statistique, des modèles simplifiés et des corrélations. Dans ce contexte, le CERFACS est chargé de proposer une méthodologie de simulation haute-fidélité de la rentrée atmosphérique de débris, dont les résultats permettront d'enrichir le code de certification du CNES.

DESCRIPTION DU STAGE

Les écoulements autour d'objets en rentrée atmosphérique sont caractérisés par un nombre de Mach très élevé entrainant une température d'arrêt supérieure à la température de dissociation de l'air. Ce processus chimique endothermique fait chuter la température et influe sur l'écoulement, notamment sur la position du choc devant l'objet. Les flux thermiques à la surface des objets s’en trouvent fortement modifiés. Au cours de ce stage, il est proposé de réaliser des simulations d'écoulement hypersoniques autour de formes géométriques simples en incluant la chimie de l'air. Pour ce faire, après une étude bibliographique, le stagiaire devra mettre au point un schéma cinétique compatible avec les contraintes numériques et le valider dans des configurations académiques. Enfin, ce schéma réactionnel sera implanté dans le code de calcul du CERFACS avant d'être utilisé dans des configurations de rentrée atmosphérique.

 

Contacts
Nom : Cuenot Bénédicte
Téléphone : 05 61 19 30 44
Fax : 05 61 19 30 00
Email : cuenot@cerfacs.fr

Nom : Misdariis Antony
Téléphone : 05 61 19 31 52
Fax : 05 61 19 30 00
Email : antony.misdariis@cerfacs.fr