Vincent NICOLAS : Modélisation et optimisation des transferts de masse et de chaleur appliqués aux matériaux poreux biosourcés pour des applications énergétiques

Résumé :
Les matériaux biosourcés s’imposent comme une alternative aux matériaux issus de la pétrochimie, lesquels présentent un impact environnemental important. Depuis plusieurs années, l’équipe 402 de l’Institut Jean Lamour développe des matériaux biosourcés pour des applications énergétiques. Ces matériaux sont pour la plupart poreux, en résine ou en carbone, et impliquent, à leur élaboration ou à leur utilisation, des transferts de masse et de chaleur. La maitrise des transferts de masse et de chaleur est donc essentielle pour leur développement (propriétés attendues, structure etc.) et donc à leur optimisation. C’est pourquoi une approche numérique permettant de simuler les transferts et les phénomènes existant au sein de ces matériaux a été développée avec trois objectifs :
(i) développer un jumeau numérique,
(ii) comprendre les phénomènes et les couplages existants et
(iii) optimiser les procédés d’élaboration, les formulations ou les propriétés des matériaux.
Le travail présenté lors de ce séminaire se concentrera sur trois applications. La première concernera le développement de mousse biosourcées à base de tannins (extraits d’écorce) ; la seconde s’intéressera à l’utilisation et au développement d’un compresseur à hydrogène par entraînement thermique à adsorption sur charbon actif ; et la dernière intègrera le développement de structures 3D pour l’évaporation solaire dans le but de dépolluer de l’eau. Pour ces trois applications, le développement et la validation d’un modèle numérique seront présentés ainsi que des études paramétriques pour mieux comprendre les phénomènes existants.