Méthodes numériques et optimisation

Le projet européen HIPERWIND a amélioré la compréhension de la physique complexe influençant la conception et le fonctionnement des grands parcs éoliens en mer, ce qui devrait permettre des économies de coût substantielles à leurs propriétaires et in fine aux consommateurs d’électricité.

Le Consortium Industrie Recherche pour l’Optimisation et la QUantification d’incertitude pour les données Onéreuses (CIROQUO) réunit des partenaires académiques et technologiques autour d’un objectif commun : résoudre des problèmes liés à l'exploitation de simulateurs numériques qui traitent de phénomènes complexes, avec des temps de calcul pouvant s’étendre sur plusieurs heures ou journées.

Le ruissellement de films liquides sur des surfaces complexes est une configuration que l’on trouve couramment dans des équipements de génie chimique mais aussi dans des systèmes énergétiques.

Les zones karstiques sont des réseaux complexes de conduits souterrains résultant de la dissolution de roches pouvant atteindre des centaines de km. Leur réaction au changement climatique est primordiale compte tenu de leur importance pour l’adduction en eau douce, mais aussi de leur rôle tampon dans les évènements climatiques extrêmes.

Lorsque des éoliennes sont regroupées en parc, il arrive que, pour des conditions de vent données, elles interagissent entre elles par ce que l'on appelle l'effet de sillage. Lorsqu'une éolienne capte l'énergie cinétique du vent, par conservation de l'énergie, le flux de vent en aval subit un déficit de vitesse et une augmentation de sa turbulence. Les éoliennes se trouvant dans ce sillage voient donc leur production électrique baisser significativement, tout en subissant une fatigue mécanique accrue. Ces effets de sillage provoquent des pertes de production annuelles pouvant atteindre 20%.

[ SIMULATION POUR LA MAÎTRISE DES PHÉNOMÈNES PHYSIQUES ] Par rapport aux réacteurs agités classiques, les systèmes microfluidiques présentent un grand intérêt pour l’intensification des procédés, en combinant de faibles besoins en réactifs avec de meilleures performances en termes de transfert de masse et de chaleur. Dans ce type de micro-réacteurs, les écoulements segmentés en micro-tubes ont par exemple été expérimentés avec succès pour intensifier la réaction d’oligomérisation de l’éthylène.

[ DIGITALISATION ET IA - 2/2 ] Un des principaux axes de recherche d'IFPEN porte sur les procédés et les catalyseurs destinés à la production de carburants biosourcés. Ceci se traduit par de nombreux travaux expérimentaux dont les résultats génèrent de la connaissance capitalisée sous forme de modèles. Cependant, cette modélisation nécessite l’acquisition de nombreuses données expérimentales, ce qui est coûteux en temps et en moyens.

Contribution à l’étude des couplages dans les interfaces, les polymères et les milieux poreux Les travaux de Laurent Cangémi relèvent du domaine de la modélisation et concernent la formulation de couplages multiphysiques dans les matériaux. Ils concernent tous les milieux poreux qui sont soumis à des effets de transfert de masse, de chaleur, de plasticité ou d’endommagement, comme les supports de catalyseur ou les milieux naturels du sous-sol.

Analyse Économique des Systèmes Énergétiques : une approche régionale à grande échelle. travail de recherche se concentre sur l'analyse économique des systèmes à grande échelle, c’est-à-dire à des cibles telles que les systèmes énergétiques des régions, des pays, des territoires et des grandes agglomérations ou des vastes zones métropolitaines.

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)...