Méthodes numériques et optimisation

Dans les zones urbaines, le trafic routier représente une part importante des émissions de polluants, avec un impact significatif sur la qualité de l'air, ce qui constitue un problème majeur de santé publique. La dispersion atmosphérique peut être prise en compte de manière approfondie par des modèles de dynamique des fluides (CFD1). Cependant, les incertitudes aléatoires, d’origine naturelle ou anthropique, peuvent affecter sa prédictivité. Concernant cette prédiction, le travail de doctorat a visé à évaluer quantitativement l'impact relatif de paramètres incertains : d’une part météorologiques et d’autre part liés au trafic routier. Il s’est basé pour cela sur des simulations « haute fidélité2 » de la dispersion de la pollution à l'échelle micro urbaine (quartier)...

IFPEN est un leader mondial dans le développement de l’hydrotraitement de charges fossiles pour la production de carburants propres. Des procédés de la même famille s’appliquent désormais à une plus grande diversité charges : pyrolysats de plastique ou de pneus, dans le contexte du recyclage chimique, huiles végétales pour produire des biocarburants, etc. Pour que ces procédés soient eux-mêmes éco-efficients, au-delà du bénéfice environnemental recherché, leurs conditions opératoires doivent être optimisées par l’utilisation de modèles cinétiques ou hybrides, en fonction des charges utilisées et des spécifications recherchées pour les produits visés...

Dans le secteur de l’énergie et de la chimie, la conversion des matières premières en produits finis ou semi finis se fait par l’enchaînement de procédés qui, au travers d’unités dédiées, comprennent chacun des étapes de conversion des flux entrants et de séparation des produits de sortie. Dans un contexte industriel où la priorité est mise sur l’optimisation de l’utilisation des ressources et sur la réduction de l’empreinte environnementale, la capacité à redéfinir et à optimiser l’agencement des unités est apparue essentiel à IFPEN qui a développé un outil pour cela...

Le trafic routier urbain est une source significative d’émissions de polluants qui impacte la qualité de l’air. Pouvoir prédire la dispersion de ces émissions représente un enjeu important à la fois pour évaluer les expositions réelles et pour aménager les plans de circulation. Dans ce but, un travail doctoral a proposé une chaîne de modélisation permettant de simuler les écoulements fortement turbulents à l’échelle micro-urbaine et d’obtenir des cartes spatiales bi-dimensionnelles de concentration de polluants...

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)...

Porté par les enjeux environnementaux et de sobriété, l’intérêt pour l’efficacité énergétique des véhicules et pour la réduction de l’impact de la mobilité va grandissant. Si la promotion de modes de transport alternatifs à la voiture reste le principal levier du changement, beaucoup peut être encore fait du côté de la régulation du trafic routier. Une équipe IFPEN a travaillé sur ce sujet dans le cadre d’une thèse en collaboration avec le Gipsa-lab...

A l'intérieur des matériaux poreux, les phénomènes physico-chimiques tels que le transport de matière, les réactions catalytiques et les effets capillaires sont fortement influencés par la géométrie des réseaux de pores, c’est-à-dire le degré de porosité, la distribution de taille des pores et leur connectivité. (....) IFPEN et Saint Gobain Research Provence ont choisi d’appréhender ce problème de manière différente, en explorant une nouvelle voie numérique...

Le transport au sein de structures poreuses de molécules qui s’adsorbent sur les surfaces joue un rôle important dans nombre de contextes et d’applications très différentes. Parmi ceux-ci, nous pouvons citer le transport de polluants dans les sols, les procédés industriels de transformation catalytique ou de purification, ou encore les techniques chromatographiques...