Mécanique des fluides

L’injectivité dans les formations géologiques est un enjeu connu de longue date dans la production pétrolière (récupération assistée) mais qui perdure dans des domaines d’activités liés aux énergies nouvelles et au climat (géothermie, stockage souterrain de CO2, etc.). Les pertes d’injectivité, qui résultent du colmatage des formations géologiques, sont un problème récurrent lié au fait que les eaux réinjectées sont fréquemment chargées en éléments organiques et minéraux en suspension, sous forme de particules colloïdales...

Dans la zone de sillage située derrière chaque éolienne, la vitesse du vent est réduite et la turbulence est augmentée. Il en résulte une réduction de la durée de vie des machines situées en aval ainsi qu’une baisse de la production électrique globale des parcs éoliens. Pour limiter ces effets et permettre d’optimiser l’implantation des éoliennes dans les parcs, des modèles analytiques de sillages existent dans la littérature mais ils intègrent de nombreuses hypothèses simplificatrices concernant les éoliennes et leur environnement...

L'électrification de la mobilité est une inflexion majeure pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques par le secteur des transports. Dans ce contexte, la batterie Li-ion est actuellement la technologie partagée par tous les constructeurs automobiles pour fournir le stockage d'énergie nécessaire au déploiement des véhicules électrifiés...

Dans le domaine de l'énergie éolienne, les simulations par LES (Large Eddy Simulations1) sont couramment utilisées pour mieux appréhender l’écoulement du vent au sein des parcs. A l’échelle de ces parcs, elles servent également à établir des modèles analytiques de sillages, utiles pour étudier l’interaction des éoliennes entre elles ainsi qu’avec la couche limite atmosphérique (CLA)...

L’énergie éolienne représente une part croissante du mix énergétique grâce la construction de parcs permettant de réduire les coûts d’investissement et d’exploitation. Toutefois, au sein d’un parc, les éoliennes en aval subissent les sillages des rotors situés en amont, ce qui induit à la fois une réduction de leur production et une augmentation de leur sollicitation en fatigue...

De nombreuses applications IFPEN, allant de l’extraction liquide-liquide pour la production de biocarburant au procédé de flottation pour la séparation des microplastiques, mettent en jeu des interactions entre un fluide et le grand nombre d’inclusions (bulles, gouttes) qu’il contient...

Dans le cadre d’une démarche générale de réduction des émissions produites par le secteur des transports, en particulier routiers, IFPEN s’intéresse à une voie complémentaire à l’électrification des véhicules : l’emploi de motorisations à hydrogène. Toutefois, l’utilisation de l’hydrogène dans des moteurs à combustion interne requiert au préalable une compréhension approfondie de différents phénomènes, du fait par exemple des interactions entre ce combustible et l’air...

Le domaine de l'injection moteur, comme de nombreuses applications nécessitant le recours à la simulation numérique, fait intervenir des écoulements diphasiques complexes. Or, la plupart des logiciels de calcul en mécanique des fluides peuvent simuler des écoulements à une phase (liquide ou gaz)...