Sébastien FERROUILLAT soutiendra son HDR (Habilitation à Diriger des Recherches) au LEGI, à Grenoble, le mardi 19 décembre à 9h00 en amphithéâtre K118 (Campus Site Bergès, Bât. K, 1209 rue de la Piscine, 38400 St. Martin d’Hères).
Titre : Optimisation des performances thermo-hydrauliques des échangeurs de chaleur
Résumé : L’optimisation des performances thermo-hydrauliques des échangeurs de chaleur constitue un enjeu scientifique et technique de premier ordre afin d’œuvrer pour l’efficacité énergétique dans le contexte annoncé de raréfaction des énergies fossiles et de dérèglement climatique. Après une description des contraintes d’optimisation des échangeurs, plusieurs stratégies d’optimisation sont présentées. L’amélioration de la surface d’échange par l’usage de mousses métalliques est abordée dans un premier temps puis celle des propriétés thermo-physiques du fluide caloporteur dans le cadre de la formulation de nanofluides ou de ferrofluides. Enfin, l’usage d’ondes ultrasonores comme méthode active d’amélioration les performances globales des échangeurs est présentée. Chacune de ces approches est abordée par une démarche expérimentale permettant de qualifier les transferts thermiques convectifs ainsi que les frottements pariétaux induits par la stratégie d’intensification elle-même et ceci dans l’objectif de juger in fine de l’intérêt énergétique global de cette démarche d’intensification. Les avantages et les inconvénients de ces stratégies d’optimisation sont discutés et les ultrasons apparaissent comme possédant des atouts dans cette quête d’optimisation énergétique. En plus de leurs effets positifs sur les transferts thermiques, les effets physiques des ultrasons sur l’écoulement sont connus également pour favoriser le micro-mélange, pour activer certaines réactions chimiques et pour limiter l’encrassement. L’ensemble de ces caractéristiques laisse espérer des effets positifs sur les performances des échangeurs-réacteurs, concept associant un échangeur de chaleur et un réacteur chimique. Plusieurs perspectives de recherches visant à étudier et à démontrer l’intérêt de ce concept innovant d’échangeur-réacteur ultrasonore sont présentées. La nécessité d’utiliser ou de développer des moyens métrologiques permettant d’affiner la compréhension phénoménologique de l’interaction ultrasons/écoulement est abordée et ceci afin d’aboutir à une modélisation permettant de développer une méthodologie de dimensionnement des échangeurs-réacteurs ultrasonores.
Jury :
- Madame Cathy CASTELAIN, Directrice de Recherche, Polytech Nantes - LTEN, rapporteur
- Monsieur Jean Yves HIHN, Professeur, Université de Franche-Comté - UTINAM, rapporteur
- Monsieur Thierry LEMENAND, Maître de conferences HDR, Polytech Angers - LARIS, rapporteur
- Madame Laurie BARTHE, Maître de conferences HDR, Université de Toulouse - LGC, examinateur
- Monsieur Marc MISCEVIC, Maître de conferences HDR, Université de Toulouse - LAPLACE, examinateur
- Monsieur Stéphane BAUP, Professeur, Université Grenoble Alpes - LRP, examinateur