Stage : Modélisation du comportement du Gaz Naturel Liquéfié (GNL) en stockage dans un système fermé

Description de l'offre

Le groupe ENGIE, en tant que deuxième plus grand acheteur de gaz naturel en Europe, utilise actuellement deux grandes voies d'acheminement du gaz naturel vers ses marchés de consommation:
·  Par gazoduc pour des distances faibles ou moyennes (i.e. inférieures typiquement à 3000 km).
·  Sous forme de Gaz Naturel Liquéfié (GNL) pour des distances de transport longues ou pour relier des zones de production isolées ; le gaz, sous forme liquide à une température de -160°C et une pression quasi-atmosphérique, est alors transporté soit par navire méthanier pour de grandes quantités soit par camion pour des petites quantités et des applications terrestres.

Le stage proposé s'intéresse à la seconde option et notamment au stockage de ce GNL dans des cuves de petite taille.

Historiquement, le GNL a été stocké dans des cuves de taille importante (>100000 m 3 ) afin notamment de réduire au maximum le ratio volume/surface et ainsi limiter la montée en chaleur de ce fluide cryogénique. La taille de ces cuves a cependant engendré des contraintes de tenue mécanique fortes et nécessité l'installation de compresseurs pour limiter la pression dans le ciel gazeux du stockage.
Depuis les années 50 de nombreux travaux de recherche sont venus décrire le comportement (tant en terme de thermochimie qu'en terme de mécanique des fluides) du GNL dans ces conditions particulières de volume et de pression. En s'appuyant sur ces travaux de recherche et des essais en laboratoire et à dimensions industrielles, le CRIGEN s'est forgé une expertise reconnue sur le comportement du GNL en stockage atmosphérique.

Néanmoins, de nouveaux axes de recherche apparaissent dans le cadre du marché small scale, ou aussi marché de détail du GNL. Celui-ci est un marché encore émergent qui pourrait soutenir dans les années futures la croissance du groupe dans le secteur du GNL. Ce marché se caractérise par la vente de GNL en quantité très faible, typiquement des volumes de l'ordre de la centaine au millier de m 3 par livraison.
Les clients sont très diversifiés, il peut s'agir d'unité de production d'énergie, d'installations off-grid, de ferrys ou bien des stations-service GNL.

Les volumes de stockage observés sur ce marché sont très faibles (<100 m 3 ) et la quantité d'équipements disponibles pour maitriser le stockage est fortement réduite en raison des coûts. Le stockage du GNL est donc réalisé le plus souvent en système fermé (pas de récupération du gaz évaporé) et la pression de stockage peut augmenter fortement au cours du temps.

Les modèles de convection et de montée en pression adaptés des cuves atmosphériques s'avèrent insuffisants pour accompagner les opérateurs dans leur conception et dimensionnement de projets. En effet, de grandes divergences entre le calcul et l'observation sont apparues lors de la mise en service des premières unités de stockage de GNL en système fermé.

Dans ce contexte, le stagiaire au sein des équipes projet GNL du Centre de Recherche et Innovation Gaz et Energies Nouvelles (CRIGEN) d'ENGIE, aura pour mission de réfléchir à :
·  Un modèle de convection et de montée en pression en se basant sur les modèles actuels du CRIGEN et la bibliographie
·  D'implémenter ce modèle informatiquement (C++)
·  D'adapter le modèle en fonction de données récoltées lors d'essais de montée en pression prévu au premier semestre 2017 En fonction du déroulement du stage, l'étudiant pourra en outre être associé à l'élaboration d'autres outils réalisés par le CRIGEN dans le cadre du GNL de détail.

Niveau d'étude :

Bac +5 (Master 2 ou 3ième année d'école d'ingénieur)

Spécialité :

Physique, Thermodynamique (thermodynamique chimique et transferts thermiques). Mécanique des Fluides

Informatique :

C++, Matlab, Scilab ou autre langage permettant de modéliser des comportements physiques

Connaissance supplémentaire :

Une bonne maîtrise de l'anglais est impérative à la réalisation du stage : rédaction de notes, lecture de rapports et d'articles dans cette langue seront nécessaire. L'étudiant devra en outre avoir de solides fondamentaux en thermique.

Durée proposée :

6 mois date de début souhaitée : Mars/Avril 2017

Maître de stage :

Michel Ben Belgacem-Stek

Gabrielle Menard

Localisation :

CRIGEN (Centre de Recherche et d'Innovation dans le Gaz et les Energies Nouvelles) de ENGIE à Saint Denis - Stade de France (accès RER B, D, Métro ligne 13)

Conditions particulières :

Aucune

Il est rappelé qu'ENGIE est signataire de la charte de l'insertion professionnelle des personnes handicapés (pour plus de renseignements :

http://www.engie.com/engagements/nos-engagements-et-politiques-rh/rse/diversite/ )