Analyse et modélisation d’un évaporateur solaire pour le traitement de déchets liquides
Dans une démarche de gestion durable des déchets, nous avons entrepris le développement d’un jumeau numérique représentant une solution industrielle d’évaporation solaire destiné au traitement de déchets liquides principalement composés d’eau. Ce modèle ou jumeau numérique vise à prédire les performances thermiques et opérationnelles de l’évaporateur, permettant une approche prédictive et ainsi optimiser son fonctionnement. La première composante essentielle de notre modèle se focalise sur l’interaction entre l’air et l’eau à la surface du bassin. Dans un premier temps, nous avons considéré que le bassin est une surface chargée en vapeur d’eau, ce qui permet de simplifier l’approche physique. Le premier verrou est alors de correctement modéliser l’interaction entre la vitesse de l’air et celle de la surface. A cet effet, nous avons développé un nouveau modèle pour cette interaction, qui a été récemment publié (Royer et al. 2024). Afin de rendre le jumeau plus représentatif, nous avons commencé à intégrer le phénomène radiatif, principale source d’énergie du système, et vecteur de l’évaporation du bassin. Même s’il est en cours de développement sur la solution envisagée, des premiers résultats sont disponibles et seront présentés. A des fins de comparaison, les premières expérimentations à l’échelle industrielle ont été lancées pour valider les prédictions du modèle et évaluer les performances de l’évaporateur en conditions réelles grâce à un pilote dans lequel de multiples capteurs ont été installés. Des premiers résultats seront aussi explicités dans le cadre de la communication.
[Royer et al. 2024] Royer, Quentin, Romain Guibert, Pierre Horgue, Adam Swadling, et Gérald Debenest. 2024. « Air-water interface boundary condition for the numerical evaporation rate prediction of a horizontal water span under different convection regimes ». International Journal of Heat and Mass Transfer 226 (juillet): 125438. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2024.125438.
Work In Progress