Modélisation et simulation des systèmes

L’un des principaux défis en mécanique des fluides numérique est de représenter correctement les phénomènes physiques à différentes échelles de temps et d’espace. De plus, la résolution numérique exacte à chaque échelle est très coûteuse en temps de calcul. L’obtention de solutions fiables passe alors par des simulations effectuées à une échelle grossière mais utilisant des modèles capables de décrire les effets de la physique à très fine échelle.

L’étude dite « benchmark SPE11 » avait pour objectif était de comparer les performances des simulateurs numériques dédiés au stockage géologique du CO₂. Sur la base de cas-tests, avec des données d'entrée et des critères d'évaluation communs, cette action a permis d'analyser la capacité des codes de calcul à reproduire les principaux processus physiques intervenant lors de l'injection et de la migration du CO₂ dans les réservoirs géologiques.

La pollution atmosphérique demeure un enjeu majeur de santé publique, notamment dans les grandes agglomérations, malgré le renouvellement progressif du parc automobile et l’essor des mobilités actives, grâce à des aménagements urbains dédiés. De nouvelles valeurs limites européennes de concentration de polluants dans l’air, davantage alignées sur les recommandations de l’OMS , seront applicables en 2030. Les collectivités ont donc besoin d’outils capables d’évaluer les niveaux et les sources de pollution en vue d’étayer des scénarios de réduction.

L'essor des véhicules électriques impose un déploiement rapide et efficace des infrastructures de recharge (IRVE) car les usagers de la route hésitent à « franchir le pas » tant que ce réseau est jugé insuffisant. Dans le même temps, les opérateurs peinent à investir sans garantie sur le retour financier. Or, l'adoption massive de la mobilité électrique, tout autant que l’adéquation offre/demande, impose de bien positionner les stations, notamment sur les grands axes autoroutiers.

Les écoulements de gouttes entraînées par la flottabilité constituent un type d’écoulement diphasique que l’on rencontre dans de nombreux procédés de génie chimique, tels que les séparateurs gravitaires, les extracteurs liquide-liquide ou encore les colonnes de flottation. La compréhension et la modélisation de ces écoulements sont essentielles, car elles permettent d’optimiser l’efficacité des procédés en question - par exemple en améliorant la séparation des phases et le transfert de matière.

[ 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.

Pour maximiser la contribution des véhicules hybrides électriques (HEV) à la décarbonation du secteur des transports, leur performance énergétique est un facteur-clé qui doit être pris en compte dès la phase de conception. Or, pour un HEV, optimiser cette conception en vue de maîtriser sa consommation recouvre non seulement un aspect de dimensionnement mais aussi un contrôle de supervision, appelé Loi de Gestion d'Énergie (EMS ). Une telle co-optimisation dimensionnement/contrôle est généralement abordée (...) En s’inscrivant dans une nouvelle perspective, ce travail de thèse a introduit une méthodologie visant à estimer la consommation d'énergie de groupes motopropulseurs à l’aide d’une formulation entièrement explicite...