Dispersion thermique en milieu poreux granulaire

Présentation générale

Les activités (1999-2009) concernent deux aspects de la dispersion thermique en milieu poreux homogène puis hétérogène, en utilisant un modèle à une seule température:

  • l'estimation des coefficients de dispersion thermique dans un lit de billes de verre monodisperse traversé par un écoulement piston d'eau puis d'air (source thermique linéique);
  • la modélisation de la condition de raccordement thermique entre la paroi du lit et la zone granulaire à cœur : elle nécessite la prise en compte de l'hétérogénéité du milieu qui provoque une augmentation de porosité en proche paroi et donc des survitesses dans cette région. Un chauffage plan en paroi permet d'accéder aux survitesses par inversion de signaux de thermocouples.

Une des difficultés rencontrées, lors de la comparaison de mesures locales de température (soudures de thermocouples de l'ordre de 0,3 mm) dans le lit et les sorties d'un modèle de transfert thermique, concerne l'incertitude sur les positions exactes des mesures provoquée par la construction du lit (billes de 2 ou 3 mm) qui déplace ces soudures. Une méthode des moindres carrés incorporant des termes de contraintes sur les différences entre positions exactes (aléas) et nominales (commandes déterministes), c'est-à-dire une technique d'inversion Bayésienne, permet de surmonter cette difficulté.

Applications industrielles

Modélisation et dimensionnement des réacteurs à lit fixe en génie chimique, grâce à l'emploi de meilleurs modèles thermiques permettant d'assurer l'isothermicité de la réaction par un chauffage/refroidissement approprié.

Collaborations scientifiques

  • Institut Français du Pétrole
  • GdR Microfluidique (CNRS)

Contact

Denis Maillet, denis.maillet AT ensem.inpl-nancy.fr