12.10.2023
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Les milieux poreux interviennent dans de nombreux domaines technologiques et industriels à fort enjeu d’avenir : stockage de l'énergie, anti-pollution, traitement de l'eau, énergies renouvelables, biocarburants, agroalimentaire et santé.
Pour étudier ces milieux, de nombreuses disciplines scientifiques doivent être mises à contribution, parmi lesquelles la mécanique des fluides numérique, les géosciences ou encore le génie des procédés.
A l’occasion des 16e journées d’études des milieux poreux (JEMP 2023), qui se déroulent du 17 au 19 octobre 2023 à IFPEN, quatre actualités scientifiques montrent, à travers des exemples significatifs, la variété des domaines d’application des milieux poreux et la diversité des approches qui sont déployées par nos chercheurs pour les étudier.
Transfert dans les milieux poreux du sous-sol : pour une modélisation multi-échelle
La modélisation des réservoirs souterrains est incontournable pour beaucoup d’applications : gestion des aquifères, stockage de composés ou d’énergie dans le sous-sol, récupération de ressources minérales ou énergétiques comme en géothermie. La modélisation permet de mettre en place une gestion optimale de la ressource tout en minimisant les risques sociétaux et environnementaux. Pour être efficace, cette modélisation doit néanmoins être multi-échelle, aussi les recherches des équipes d’IFPEN sont-elles guidées par cette contrainte.
Mieux comprendre le transport des polluants dans les sous-sols
Le transport de polluants dans les sols est directement tributaire de l'hétérogénéité du milieu présent (topologie, structure, etc.), lequel est par ailleurs fortement impacté par certaines activités humaines comme l’agriculture, l’activité industrielle ou encore les mines. La description précise de ce phénomène, à toutes les échelles de temps, peut ainsi paraître complexe. Cependant elle est importante pour répondre à des enjeux majeurs, comme le traitement efficace des eaux usées, ou l’accès du plus grand nombre à de l’eau potable de bonne qualité. Dans ce contexte, les chercheurs IFPEN ont travaillé sur des méthodes pour mieux comprendre comment les polluants sont transportés dans le sous-sol.
Des milli-réacteurs catalytiques plus performants : apport de l'hydrodynamique
Les réacteurs d’expérimentation à haut débit (EHD) sont de plus en plus utilisés en génie chimique pour le criblage des catalyseurs car ils présentent de nombreux avantages. néanmoins, le comportement de ces réacteurs varie beaucoup en fonction de certains paramètres (comme le rapport entre le diamètre des réacteurs et celui des particules) et il est important de bien comprendre ce type de dépendances pour garantir un fonctionnement optimal des procédés catalytiques. Un travail de thèse a permis de définir une chaîne de calcul capable de rendre compte du comportement de ces catalyseurs.
Le transfert de matière gaz-liquide-solide dans les réacteurs à lits fixes arrosés
De nombreux procédés catalytiques utilisent les réacteurs à lits fixes arrosés car ils présentent de nombreux avantages. Simples d’utilisation, ils ont de bonnes performances en termes de mise en contact des gaz, liquides et solides. Néanmoins des phénomènes complexes y sont à l’œuvre et pour les comprendre il est nécessaire de recourir à la mécanique des fluides numérique. Un travail de thèse a permis d’obtenir des résultats en accord avec les observations.