Milieux Poreux

Animateurs

  • Frédéric TOPIN

Les milieux hétérogènes, qu’ils soient poreux ou polyphasiques, constituent la grande majorité des milieux naturels. Ils se rencontrent également dans de nombreuses applications ou produits industriels (échangeurs, réacteurs, isolation thermique,..). L’étude des transferts dans de tels milieux au caractère multi échelle nécessite une approche transversale.

L’activité de notre groupe s’intéresse plus précisément à la maîtrise et à l’intensification des transferts en vue d’augmenter l’efficacité énergétique des composants et des systèmes. Les travaux concernent l’analyse des couplages : Ecoulement - Structure – Transferts en présence de deux ou trois phases (liquide-gaz, solide-liquide, solide-gaz, ou solide-liquide-gaz) avec ou sans écoulement(s). Il s’agit de développer les moyens existants (expérimentaux ou numériques), les méthodes pour améliorer la compréhension de ces phénomènes de transfert en milieux multiphasiques (solides, fluides) ou poreux. Nos activités portent donc sur des travaux théoriques, de modélisation ou expérimentaux, dans des configurations assez diverses, en lien avec de nombreuses applications dans les domaines de l’énergie et des matériaux, de l’environnement … 

Les activités principales se regroupent autour :

  • de la caractérisation : des propriétés d’écoulements, thermophysiques et d’échanges au travers de la mise en place de bancs de mesures appropriés et création de bases de données de propriétés
  • du développement d’outils de diagnostics, optiques, thermophysiques, morphologiques.
  • de l’élaboration de modèles physiques et de leur implémentation numérique permettant de simuler les phénomènes de transferts

Les études vont de situations très académiques (ébullition sur un site unique, dynamique de croissance ou de décroissance de gouttes sur un substrat solide, etc.) à des situations plus industrielles (échangeurs, réacteurs, lits de débris, évaporateurs et condenseurs, lits fluidités, etc.)…Le groupe est organisé en deux sous groupessous-groupes (Milieux poreux , Milieux Polyphasiques) et est impliqué dans la création et l'animation du "French Interpore Chapter" (FIC, http://frenchinterporechapter.fr/ ), groupement scientifique de la communauté nationale des Milieux Poreux.

Derniers évènements SFT de la section

Journées SFT :

  • 02/10/2014, Paris, « Sprays et gouttes »
  • 23/05/2014, Paris, « Mousses solides et milieux structurés à forte porosité pour la thermique »

A venir :

  • « Intensification des transferts de chaleur avec changement d’état liquide-vapeur »
  • « Mouillabilité »
  • « Transferts/réactions en milieux poreux et milieux structurés »
  • « Transferts en milieux hétérogènes pour le contrôle thermique de l’électronique »

En lien avec la section :

Congrès : Contribution

Etude expérimentale et modélisation thermomécanique du frittage de l’alumine

Le frittage micro-ondes des matériaux céramiques est étudié depuis les années 1970 mais connait un essor depuis quelques années. Ce procédé de chauffage possède plusieurs avantages par rapport aux procédés de frittage conventionnel. En effet, le volume de chauffage est très réduit, ce qui permet d’obtenir des rampes de température élevées (200∘C/min) et des temps de palier courts, conduisant à une diminution de la consommation d’énergie (106  J) comparée aux procédés conventionnels (plus de 108  J).

Séchage de copeaux de bois et de bagasse : comparaison expérimentale et numérique

En 2017, la production d’électricité à partir de la bagasse, biomasse locale à La Réunion issue de la production de sucre, était de 261 GWh, soit 9 % du mix électrique. En 2019, le gisement de déchets verts et bois de palettes à la Réunion a été estimé à 89212 tonnes par an. De façon générale, les déchets issus de la biomasse représentent une ressource importante pouvant faire l’objet de diverses valorisations comme combustible, isolant thermique/hydrique ou paillage agricole par exemple.

Modélisation d’un compresseur à hydrogène par adsorption / désorption cyclique sur charbon actif

La faisabilité d’un compresseur d’hydrogène non mécanique de 70 MPa basé sur l’adsorption-désorption cyclique sur du charbon actif a été étudiée. Ce type de compresseur présente plusieurs avantages par rapport à un compresseur mécanique traditionnel à hydrogène, tels qu’une conception plus simple et l’absence de composants en mouvement. La compression provient d’un chauffage du système de 77 à 315 K, ce qui permet la désorption de l’hydrogène et l’augmentation de la pression de l’hydrogène.

Optimisation topologique par algorithmes génétiques appliquée aux échangeurs de chaleur

L’optimisation topologique a pour objectif de trouver la répartition optimale de matière minimisant ou maximisant une fonction coût dans un volume donné soumis à des contraintes. Initialement très employées dans l’optimisation de pièces mécaniques et de certains systèmes fluides, ces méthodes intéressent de plus en plus les industriels pour optimiser les performances de systèmes thermiques. Par exemple, elles sont utilisées en électronique de puissance pour améliorer le refroidissement des composants par les dissipateurs thermiques.

Développement d’un isolant thermique ligno-cellulosique et identification de ses propriétés thermo-physiques

Les économies d’énergies constituent actuellement l’un des axes majeurs de réduction des gaz à effet de serre et de nombreuses études montrent que la conférence des Nations Unies sur le climat COP21 identifie le chauffage des logements et des bâtiments comme l’un des axes majeurs de réduction des énergies. Les isolants ligno-cellulosiques présentent le double intérêt d’un pouvoir isolant élevé et d’un bilan carbone réduit.