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Pour les batteries lithium-ions, les enjeux sont :

L’étude du comportement des matériaux est crucial pour maîtriser les mécanismes de lithiation des matériaux d’intercalations (ex graphite) et les mécanismes de « stripping/plating » du lithium métal.

Dans ce contexte, le recours à des simulations numériques par champ de phase est en plein essor; ces méthodes se prêtant à la modélisation de phénomènes dynamiques pour des systèmes multiphasiques et multiconstituants.

Récemment, un module de champ de phase 2D de Trio CFD (logiciel libre développé au CEA basé sur la plateforme TRUST) a été généralisé à un nombre arbitraire de constituants ou de phases.

Votre sujet vise à améliorer et à étendre ce module de Trio CFD à des simulations 3D performantes dans un environnement de calcul parallèle distribué.

L’objectif est d’utiliser ce module pour simuler les comportements physiques d’intérêt 3D des matériaux de batteries lithium-ions susmentionnées.

On s’appuiera sur des travaux champ de phase 2D récents qui ont permis d’apporter un certain nombre de réponses originales et pertinentes à ces problématiques. Le passage à des simulations 3D permettra d’offrir des perspectives scientifiques essentielles pour ces applications.

Ce travail sera réalisé dans le cadre d’une collaboration entre plusieurs équipes du CEA des centres de Cadarache, Grenoble et Saclay, réunissant des expertises variées (comportement des batteries lithium-ions, méthode de champ de phase, environnement logiciel Trio CFD et méthodes numériques).

Des connaissances en développement de logiciels scientifiques et une appétence pour cela seront nécessaires.

Des connaissances relatives à la méthode de champ de phase seraient aussi fortement appréciées.

Doté d'un esprit d'initiative, vous proposez des solutions et des actions de façon autonome.

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Implanté au cœur des territoires équipés de très grandes infrastructures de recherche, le CEA dispose d'un large éventail de partenaires académiques et industriels en France, en Europe et à l'international.

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Référence

2024-34298