La décarbonation entraîne une électrification accrue des avions. L’augmentation de la puissance par la tension distribuée dans un avion permet de contenir l’augmentation de masse des câbles. Ceci est étudié pour les systèmes non propulsifs (More Electric Aircraft) mais aussi pour l’avion tout électrique voire hybride. Une augmentation de la puissance électrique et un passage du courant alternatif au courant continu posent de nouveaux problèmes et nécessitent le développement de systèmes électriques spécifiques prenant en compte les phénomènes physiques associés et l’impact de l’environnement (Pression, Température, Humidité) sur ces dernières. Parmi ces phénomènes, la maîtrise de l’arc électrique est indispensable pour maintenir les conditions de sécurité requises.
En effet, alors que la commutation et la protection des charges AC de faible puissance même en environnement très sévère est parfaitement maîtrisée par Safran, il n’en est pas encore de même pour les réseaux électriques haute tension / forte puissance qui constituent un nouveau challenge. Ceci s’avère d’autant plus complexe que les éléments pourraient être placés dans des conditions extrêmes de pression et de température, pour lesquels le comportement de l’arc n’est pas encore totalement décrit.

L’étudiant.e aura pour mission de contribuer à l’élaboration d’outils numériques pour la simulation du comportement multiphysique des arcs rencontrés dans les systèmes électriques du futur parc aéronautique (arcs de défaut ou de coupure). Les tâches peuvent être résumées de la façon suivante :
Modélisation des interactions arc-électrode
o Recherche bibliographique
o Prise en main des modèles existant (Fluide, Electrique, Thermique)
o Prise en main des outils Ansys
o Simulation de l’interaction arc-électrode avec les outils Ansys
o Développement de modules (Langage : C, Fortran et/ou Python)
o Ajout de fonctions dans les solveurs (Méthode numérique)
Exploration et implémentation d’un modèle électrique d’arc 0D (type Cassie-Mayr)
o Recherche Bibliographique
o Prise en main des modèles existants
o Développement de l’outil numérique (Matlab et/ou Python)
Recalage par l’expérience (en collaboration)
o Possibilité d’élaboration de plan d’expérience pour corroborer les simulations
o Possibilité d’effectuer des expériences d’arcs pour corroborer les simulations
o Validation des modèles par comparaison avec des résultats analytiques et/ou expérimentaux

Cette alternance a donc pour objectif de fournir une étude sur des outils de simulation permettant de caractériser les phénomènes physico-chimiques associés à un arc électrique en conditions aéronautiques ainsi que leur estimation par rapport à des essais représentatifs.