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Ce projet a pour objectif d’affiner la compréhension du transport des charges dans des éacteurs électrochimiques (piles à combustibles). Pour cela, nous proposons d’utiliser la simulation numérique intensive afin de capter des échelles spatiales et temporelles inaccessibles aujourd’hui par l’expérience. Les résultats numériques et expérimentaux seront comparés.

Le travail fait suite à de premiers résultats obtenus lors d’un précédent stage de master. Actuellement un code numérique permettant la résolution des transferts de masse et de charge en 3D dans une pile à combustible microfluidique fonctionne. L’étape suivante, et l’objectif du stage, consiste à intégrer les effets de double couche capacitive au niveau des électrodes afin de simuler le comportement transitoire d’une pile à combustible. Une comparaison expérimentale avec les mesures effectuées au laboratoire sera effectué afin de valider le modèle et de caler les paramètres physiques.

Le code Notus (https://notus-cfd.org) développé à l’I2M sera utilisé. Pour cela, les équations de
Nernst Planck – modélisant la double couche capacitives - seront implémentées au sein du code de calcul Notus. Les simulations parallèles seront effectuées en 3D sur le supercalculateur du Mesocentre de calcul en Aquitaine MCIA afin de capter l’ensemble des échelles d’intérêt des phénomènes. Les résultats de simulation seront comparés aux résultats expérimentaux obtenus au sein de l’équipe ICT. La validation expérimentale se fera en lien avec deux étudiants actuellement en thèse et réalisant les mesures sur des piles à combustible développées au laboratoire.

Compétences : modélisation et méthodes numériques en mécanique des fluides et thermique. Connaissance du Fortran 2008 et de Linux.

Contacts : stephane.chevalier@u-bordeaux.fr, arnaud.erriguible@bordeaux-inp.fr, glockner@u-bordeaux.fr